炭素薄膜中での高エネルギー炭素クラスターイオンの荷電変換断面積の評価

Evaluation of charge-changing cross sections of fast carbon cluster ions through carbon foil

阿達 正浩; 齋藤 勇一; 千葉 敦也; 鳴海 一雅; 金子 敏明*

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

構成原子の配列構造(直線及び三角形状など)が異なるクラスターイオンが薄膜を透過すると、透過後のクラスターイオンの平均電荷に違いが現れるという理論的な予測が報告されている。そこで、構成原子あたり数MeVの高速Cクラスターイオンについて炭素薄膜への照射実験を行い、独自に開発した測定システムを用いて薄膜透過直後の構成原子の構造と個々の電荷を同時に測定した。この結果、理論予測通り直線構造では三角構造よりも平均電荷が高く、直線構造の両端に位置するイオンは中心に位置するものに比べて平均電荷が高くなることを実験で初めて確かめることができた。今後は、各価数の構成比が膜厚に応じてどのように変化するのかをさらに詳細に計測して物質中のクラスターイオンの状態(価数の構成比の変化)を明らかにすることで、物質とクラスターイオンとの反応機構の解明を目指す。この一環として現在、膜圧を変えて測定した価数の構成比のデータを定量的に解析するために、測定データから荷電変換断面積の計算を試みている。測定結果は膜内でのクラスターイオンのエネルギーロスが無視できないことを示唆しており、現在、荷電変換断面積の計算コードの開発を行っている。これを用いて、測定した価数構成比の値から荷電変換断面積の値を計算しているので、この結果についても報告する。

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