陽電子消滅率で観測するイオン液体中のサブナノバブルの振動

Oscillation of sub-nano bubbles in room temperature ionic liquids observed by positron annihilation rate

平出 哲也  

Hirade, Tetsuya

ポジトロニウム(Ps)は負の仕事関数をもち、液相中では周囲分子との反発によりナノメートルよりも小さなバブルを形成する。イオン液体で示される異常な陽電子寿命を理解するために、陽電子消滅時刻-消滅線エネルギーの相関(Age-momentum correlation: AMOC)測定が行われ、バブル形成が異常に遅いということが明らかとなってきた。オルソ-Psのピックオフ消滅は、バブルの壁からの電子との消滅であり、よってバブルの大きさに依存することとなる。よって、この消滅率の変化から、バブルの形成過程、例えばバブルの振動などが観測できると考えられる。減衰以外の成分を観測するために、指数減衰の重ねあわせで測定された寿命スペクトルを模擬し、実際の測定スペクトルから模擬スペクトルを差し引いた。その結果、オルソ-Psの消滅率が振動していることを観測することに成功した。

Positronoum (Ps) has negative work function in insulating materials and the Ps bubbles which size is smaller than a nano meter can form with the repulsion between Ps and surrounding molecules in liquids. Age-momentum correlation (AMOC) measurements of positron annihilation was performed to understand the anomalous positron annihilation lifetime in room temperature ionic liquids (IL), and it was suggested that the Ps bubble formation is anomalously slow in IL. The pick off annihilation rate of ortho-Ps in bubble depends on the size of the bubble. Hence it is probably possible to investigate the slow Ps bubble formation process, such as the bubble oscillation, by observing the ortho-Ps pick off annihilation rate. To obtain the oscillation of the pick-off annihilation rate of ortho-Ps, subtraction of the simulated exponentially decay curve from the measured curve was performed. The oscillation of the ortho-Ps pick-off annihilation rate was successfully observed.