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Average charge and its structure dependence of fragment ions under irradiation of a thin carbon foil with a 1-MeV/atom C$$_{3}$$$$^{+}$$ cluster ion

炭素薄膜照射下におけるC$$_{3}$$クラスターイオンの平均電荷とその構造依存性

千葉 敦也; 齋藤 勇一; 鳴海 一雅; 阿達 正浩; 金子 敏明*

Chiba, Atsuya; Saito, Yuichi; Narumi, Kazumasa; Adachi, Masahiro; Kaneko, Toshiaki*

炭素薄膜(2.4$$mu$$g/cm$$^{2}$$)を透過した炭素クラスターイオンC$$_{3}$$(1MeV/atom)の電荷量の測定を行った。薄膜透過により解離したクラスターを構成していたイオンはCCDカメラでモニターした発光型位置検出器で検出される。このCoulomb explosion imaging techniqueを応用した測定技術により検出されたクラスター構成原子の位置データから各構成原子の電荷量を見積もることができると同時に薄膜透過前のクラスター構造を推測することができる。解析の結果、薄膜透過後の構成原子の平均電荷は、環状構造(三角形構造)の方が鎖状構造よりも小さいことがわかった。さらに鎖状構造において、両端に位置するイオンの方が中心に位置するイオンよりも平均電荷は大きくなることがわかった。これらの実験結果は最新の理論値と良い一致を見た。

The charge states of fragment ions were measured for 1-MeV/atom C$$_{3}$$$$^{+}$$ cluster ions penetrating a carbon foil of 2.4-$$mu$$g/cm$$^{2}$$ thickness. Those ions were detected with a luminance plate detector monitored by a CCD camera. The detected ion signals were traced by coulomb explosion imaging technique, which enabled us to classify charge states of each fragment ion and spatial structure of a cluster ion on emerging from the foil. Using this technique, for the first time, we found that (1) the measured average charges of the fragment ions in a triangular structure are smaller than those in a linear-chain structure, and (2) the edge-position ions in a linear structure have the average charges greater than the middle-position ion. These experimental results are well supported by a recent theory on the cluster average charge.

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分野:Optics

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