ガンマ線誘起陽電子消滅分光法の開発

Development of gamma-ray induced positron annihilation spectroscopy

平 義隆*; 杉田 健人*; 山本 涼平*; 岡野 泰彬*; 平出 哲也  

Taira, Yoshitaka*; Sugita, Kento*; Yamamoto, Ryohei*; Okano, Yasuaki*; Hirade, Tetsuya

陽電子消滅分光法は、結晶の単原子空孔型欠陥や絶縁材料中の微小空隙の測定を行える強力な分析手法である。分子科学研究所UVSOR-IIIでは、超短パルスガンマ線を用いたガンマ線誘起陽電子消滅分光法(Gamma-ray induced positron annihilation spectroscopy: GiPAS)の開発とユーザー利用を推進している。GiPASは、物質に対する透過力の高いガンマ線を用いて対生成によって物質内部で陽電子を発生するため、厚さ数cmのバルク材料の陽電子消滅実験を非破壊で行うことができる。また、外部からガンマ線を試料に照射するために高温,高圧,液浸などの環境下での測定も行える。超短パルスガンマ線の発生、および、具体的な測定手法として陽電子寿命測定と寿命運動量相関測定の開発状況について報告する。

Positron annihilation spectroscopy is a powerful analytical method to observe single-atom vacant defects in crystals and microvoids in insulating materials. UVSOR-III installed at the Institute of Molecular Science promotes the development and user use of Gamma-ray induced positron annihilation spectroscopy (GiPAS) by ultrashort pulse gamma rays. Since the ultrashort pulse gamma rays generate positrons inside the material by pair production, positron annihilation experiments of bulk materials with a thickness of several cm can be performed non-destructively. In addition, since the sample is irradiated with gamma rays from the outside, measurement can be performed in an environment such as high temperature, high pressure, and immersion. We report on the generation of ultrashort pulse gamma rays and the development status of the positron lifetime measurement, and the positron age-momentum correlation measurement.