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交差分子線装置は、二つの分子線源と一つの散乱チャンバーから構成した。ピエゾ素子によって駆動されたパルスバルブから、100-800μmの細孔を通して約150μsのガスパルスを25Hzで噴出させた。逆拡散の比較的少ない油拡散ポンプによって排気し、さらに油拡散ポンプはメカニカルブースターポンプにてバックアップした。パルスバルブからのガス噴出時には、分子線源の圧力は10^<-6>-10^<-5>Torrであった。断熱膨張した気体をノズルから20mm下流で細孔(スキマー)を通し、直径約1mmの分子線として散乱チャンバーに送った。散乱チャンバーは、内面が電解研磨された、高真空型の角型チャンバーである。一片の長さは約80cmであり、従来の交差分子線装置よりも小型化した。ほとんどのフランジにガスケットシールを使用したが、実験の便宜のために大型フランジにはO-リングを使用した。ただし、O-リング使用個所については、バイトンとテフロンのO-リングを二重にし、その間をターボポンプで排気し二重に大気の流入を防いだ。その結果、分子線などの負荷をかけない場合、チャンバーの焼きだし無しで10^<-9>Torr以下に到達することが確認された。散乱チャンバーは、底部にあるICF305ポートから1500l/sのピボット型ターボ分子ポンプで排気した。このターボ分子ポンプは、500l/sのベアリング式ターボ分子ポンプと直結され、水素やヘリウムなどの軽い気体の排気能力を高めた。この500l/sポンプは、O-リング間の溝の排気にも使用されている。分子線を入射した場合の散乱チャンバーの圧力は10^<-8>Torr程度であった。散乱チャンバーの角2箇所に、レーザー光を通過させるためのライトバッフルを設置し、チャンバー中心で二つの分子線とレーザー光が交差した。共鳴多光子イオン化法によって生成したイオンを、新設計の2次元空間収束電極系で加速し、六極型偏向装置によりイオンの空間分布の中心が検出器の中心に来るように軌道を制御した。NO-Arの非弾性散乱の観測により、世界最高レベルの装置性能が確認された。

【研究分担者】
高口博志	岡崎国立共同研究機構	分子科学研究所	助手	(Kakenデータベース)
戸野倉賢一	岡崎国立共同研究機構	分子科学研究所	助手	(Kakenデータベース)