Kenji Motohashi

本書は東洋大学理工学部共通科目「物理学実験」の教科書である．「はしがき」では本書の目的や意義，テキストとしての使用法について述べた．「実験14 回折格子の光子定数とスペクトル線の波長の測定」では，水銀ランプによる分光器の波長較正とカドミウムランプによる可視スペクトルの波長測定実験の方法を述べた．「実験15 プランク定数の測定」では，光電効果における入射光の振動数と光電子電流測定の結果からプランク定数を測定する方法を解説した．

本書は東洋大学理工学部共通科目「物理学実験」の教科書である．「はしがき」では本書の目的や意義，テキストとしての使用法について述べた．「実験14 回折格子の光子定数とスペクトル線の波長の測定」では，水銀ランプによる分光器の波長較正とカドミウムランプによる可視スペクトルの波長測定実験の方法を述べた．「実験15 プランク定数の測定」では，光電効果における入射光の振動数と光電子電流測定の結果からプランク定数を測定する方法を解説した．

本書はInternational Symposium on (e, 2e), Double Photoionization and Related Topics and the eleventh International Symposium on Polarization and Correlation in Electronic and Atomic Collisionsの講演者による最新の研究動向をまとめたものである．本人は多価イオンと分子の低エネルギー衝突による解離過程の研究を紹介した．

本書は8th International Conference on Ion Sourceの講演者による最新の動向をまとめ会議録である．本人は永久磁石を用いた超小型の電子衝撃型多価イオン源の設計・開発・評価実験結果を述べた．

近年、大気圧プラズマの医療応用が注目されている。本研究では、大気圧ヘリウムプラズマ照射により活性化された培養液(PAM: Plasma Activated Medium)を皮膚がん細胞A375に投与した際の不活化効果を調べるため、従来の抗がん剤投与による不活化効果と比較した。具体的には、A375にヘリウムプラズマを照射したHe-PAMを投与した場合と、抗がん剤シスプラチンCDDPを投与した場合の二通りにおいて、がん細胞の生存率をプラズマ照射時間または抗がん剤濃度の関数として測定し、両者を比較した。その結果、He-PAMを投与した際の細胞生存率は照射時間の増加と共に減少すること、210秒照射時のHe-PAMは濃度5 µg/mLのCDDPと同等の不活化効果を与えることがわかった。

数MeVの高速軽イオン(H+, He+)が固体表面上で高効率に反射・散乱する現象やkeV程度の低速多価イオン(Neq+, Arq+)(q ≥ 2)が絶縁体表面でガイドされる現象が応用面で注目されている。我々は一対の凹凸ガラス円筒面の隙間（円筒面チャネル）に4 MeVのC4+イオンを入射した際の透過率や透過粒子の運動エネルギーを調べてきた。その結果，イオンビームが幾何学的な開口率を上回る透過率で出射し，かつ，入射時とほぼ等しい運動エネルギーを保つことが分かってきた。しかしながら，これまでの方法では集束効果の有無までは検証できなかった。そこで，本研究では集束効果の検証を目的とし，CR39の照射痕（エッチピット）から透過イオンビームのフルエンス測定を行った。 その結果，透過イオンの面密度は入射時の面密度より大きいこと，凸面側より凹面側の方が大きいことが分かった。

Guiding of Ar3+ (7.5 keV) ion beam using cylindrical glass channel (CGC) was successfully observed. Small deflection due to tilt of the CGC was observed. Kinetic energy of transmitted ions almost preserved the initial energy. Ion transmission probability increased with an increase of charge injected to the CGC. Negative x displacement of deflected ions at both positive and negative tilt angles suggests that the concave shape contributes to guide of ions more effectively than the convex one.

大気圧プラズマを培養液だけに照射したプラズマ活性化培養液(plasma activated medium: PAM)に抗がん作用があることが分かり、注目を集めている。プラズマ照射により液中で発生したラジカル(H₂O₂、NOx、OH等)によるDNA損傷がアポトーシスを引き起こすと考えられるが、その影響は正常細胞にも及ぶと推測される。そこで本研究では、がん細胞と正常細胞に対してPAMの抗がん効果を比較する実験を行った。更に、がん細胞への抗がん効果がどれ位持続するのかその有効時間を調べた。

ガラス円筒面チャネルによる4.8keV-C60イオンビーム（価数2～3）と7.5keV-Arイオンビーム（価数3～4）のガイド効果を検証した。ガラス円筒面チャネルを出射した粒子の飛行時間と電場による変位から、質量電荷比と運動エネルギーの測定を行った結果、どちらも入射時の値を保持していた。ガラス円筒面チャネルをチルトさせることにより、変位することを確認した。

Guiding of Ar3+ (7.5 keV) ion beam using cylindrical glass channel (CGC) was successfully observed. Small deflection due to tilt of the CGC was observed. Kinetic energy of transmitted ions almost preserved the initial energy. Ion transmission probability increased with an increase of charge injected to the CGC. Negative x displacement of deflected ions at both positive and negative tilt angles suggests that the concave shape contributes to guide of ions more effectively than the convex one. Focusing of C4+ (4 MeV) ion beam using the CGC was successfully observed. No deflection of transmitted ion beam was observed. Kinetic energy of transmitted ions almost preserved the initial energy at |θ| ≤ 3º. Flux enhancement of transmitted ions by factor 1.4 was observed in CR-39 etch pits.

"Ion beam guiding effect" in which a low-energy multiply charged ion beam travels in a capillary tube and a bent tube by charging has been attracting attention. In order to investigate the effect of different shapes of concave and convex on the guide effect, we attempted to measure kinetic energy and scattering angle of the ion beam passing through the cylindrical glass channel. As a result, it was found that the guide effect on the concave surface is larger than the convex surface.

In order to investigate the effect of the plasma activated medium (PAM), we examined the plasma irradiation time dependence of the PAM and the time (effective time) during which the effect was sustained. Furthermore, in order to investigate whether the plasma directly affects cancer cells or the radicals generated in the PAM are affecting, experiments in which the amount of the PAM at the time of plasma irradiation is also changed are also conducted. As a result, it was found that the PAM irradiated with plasma for 180 seconds had the effect of killing skin cancer cells until about 10 minutes thereafter.

The ion-beam guiding, that is the transmission of low energy multi-charge ions in some tapered or curved insulator capillaries due to electric charging, have been received much attention. However, influence of the effect on shape of the inner wall and the surface condition has not been clarified because tapered capillaries have been used in most of the studies. Furthermore, detail of the ion-beam guiding has also not been clarified because kinetic energy of guided ion beam has not been measured yet. The aim of this study is to evaluate influence of the shape of the inner wall on the guiding effect by measuring the kinetic energy of guided ions.

ガラス毛細管による多価イオンビームの集束・偏向（イオンビームガイド効果）の研究は近年活発に行われてきたが，透過イオンのエネルギーの測定例が皆無のため，詳細はよく分かっていない。エネルギー測定が困難である理由は，毛細管内壁の形状や表面状態の制御が難しく，データの再現性に乏しいことが挙げられる。そこで，本研究では形状と表面状態を制御し易い「円筒面チャネル」を開発し，そこに多価イオンを入射した際の透過粒子の価数，速さ，運動エネルギーの測定を試みた。その結果，円筒面チャネルによるガイド効果を確認し，±3°以内のチルト角に渡り一定の価数，速さ，運動エネルギーを保持することを見出した。

プラズマ活性化培養液ががん細胞を不活化する効果は先行研究により報告されているが，がん細胞に直接照射した場合の効果との定量的な比較は，著者の知る限りない。さらに，その不活化効果が持続する時間を定量的に測定した例も著者の知る限りない。そこで本研究では，付着性細胞である皮膚がん細胞と食道がん細胞に対し，この二点を調べる実験を行った。その結果，120s以上プラズマを照射した場合，細胞に直接照射した方法と培養液に照射した方法の間にほとんど差がないこと、その際のがん細胞の死滅効果が約10分持続することが分かった。これらはプラズマ活性化培養液の非侵襲的がん治療法への応用にとって非常に重要な知見である。

11-Ferrocenyl-1-undecanethiol SAMで覆われたガラス平板を対向し入射口2.0mm，出射口0.8 mmの平板楔型チャンネル（Tapered Planar）に4.8keVのC60q+(q=1, 2)イオンを入射し、出粒子のその場質量分析と基板に堆積した膜の元素分析を行った。散乱粒子の元素分析には誘導結合型プラズマ質量を用いた。その結果、TPC を入射イオンビーム軸に対してθ=2°傾けた場合、傾けない場合に比べて質量電荷比分布のピークがわずかに増加方向にシフトした。さらに堆積基板の元素分析の結果、非照射基板に比べて照射基板は鉄原子数が増加した。これらのことは、Fe-C60複合粒子の生成を示唆している。

We conducted an in-situ mass spectrometry of atoms or molecules scattered on glass surfaces covered with ferrocene in the presence of energetic Xe or C60 fullerene ions to investigate their inelastic processes involving rearrangement or encapsulation, respectively. This study aims to develop a novel technique for synthesizing and simultaneously refining complexes involving Fe atoms. For example, it is expected that Fe@C60 molecular ions exit a cylindrical or tapered planer channel covered with ferrocene-terminated thiol self-assembled monolayer surfaces (SAMs) via multiple glancing collisions of C60 ions. The mass-to-charge ratio of the scattered ions on the SAM surface was measured by the time-of-flight T and the displacement y of the scattered particle. We successfully measured the charge-state-specific mass spectra of exit ions using the cylindrical and the tapered planar channels.

We performed a mass-spectrometric study of cluster ions scattered on solid surfaces covered with ferrocene molecules in the presence of 4.8keV‒C60q+ (q = 1 and 2) ions to investigate their encapsulation process. This study aims to develop a novel technique for synthesizing and simultaneously refining Fe@C60. It is expected that Fe@C60 molecular ions exit a curved or a tapered glass channel covered with ferrocene-terminated thiol self-assembled monolayer surfaces (Fe-thiol-SAMs) via multiple glancing collisions of C60 ions. The mass-to-charge ratio of the scattered ions on the SAM surface was analyzed using the time-of-flight measurement combined with the ion-imaging technique. We successfully measured the charge-state-specific mass spectra of exit ions using cylindrical glass and planar wedge channels. In the case of a planar wedge channel tilted +2° with respect to the C60-ion-beam axis, the peak of mass distribution shifted from ~720 u (~C60) to 750 u (~XC60). Furthermore, we performed an elemental analysis of the scattered clusters deposited on a Si substrate by inductively coupled plasma mass spectrometry. A significant increase of the amount of iron atoms was confirmed compared with a blank and a non-deposited substrates. Therefore, it is considered that XC60 contains FeC60 clusters.

Excited state formations in sputtered tungsten atoms by 35-60 keV Kr+ ion-beam bombardment on polycrystalline tungsten are investigated based on emission lines of the atoms in excited states above the surface. Mean velocities of the excited atoms outgoing along the surface normal are deduced from exponents of decay curves of sputtered W I line intensities in the optical range. The deduced mean normal velocities are almost constant over the incident Kr+ ion energies used in the present experiments. However, emission lines associated with different excited states give different mean velocities. This is interpreted by electronic inelastic processes that involve resonant charge exchange between excited W atoms and surfaces.

内壁をフェロセンで覆われたイオン流路にフラーレンイオンを入射した際，多重散乱により鉄原子が内包されるかどうかを検証した。その結果，イオン流路を入射ビーム軸に対して傾けることにより，出射粒子の質量が720uから760u程度に増加した。さらに，出射粒子を堆積したシリコン基板表面に対する誘導結合プラズマ質量分析の結果，鉄原子の存在を確認できた。

パルス化されたAr3+(7.5keV)イオンビームを、一対の凹凸円筒面レンズを対向した円筒面チャネル、または一対のアルミ製光学ミラーを楔状に対向した平板楔型チャネルの入射口から入射させた。散乱後にチャネルの出口を通過した粒子の速さと散乱方向を測定した。円筒面チャネルではチルト角の変化による透過粒子の偏向を確認した。更に，その速はチルト角を変えてもほとんど変化しないことが確認された。

がん細胞へのプラズマ照射によるアポトーシス誘導を詳しく調べるため、大気圧プラズマ照射前後の細胞観察に加えて、照射中の反応を光学的・電気的・化学的に定量測定した。ヘリウム大気圧プラズマを照射中の発光分光スペクトルから，ヘリウムの他、酸素原子や窒素分子などの励起種が観測された。光学顕微鏡観察の結果，皮膚がん細胞へのプラズマ照射により細胞死が促進された。

ガラス円筒面間チャネルによるヘリウムより重い高速イオンのガイド効果が確認され、偏向はせずに集束のみが発現したと考えられる。

When Ar3+ ion beam entered the gap between a pair of cylindrical glass lenses and the gap between a pair of flat aluminum optical mirrors, we measured the charge state, energy, and the observation angle of the transmitted ions. We found the guiding effect, that is the ione beam transmission without energy loss, by tilting the channels.

We have been developing an analizer of plasma induced reaction of living cancer cells. Preliminary results of optical emission spectra, pH, and electric conductivity were measured during the atomospheric plasma irradiation on the esophagus cancer cells and the skin cancer cells. The spectra of N2, O, and He were observed under He plasma irradiation. The pH and the electric conductivity increased with an increase of irradiation time.

We observed optical spectra of Balmer series emitted from hydrogen atoms scattered on a tungsten surface in incidence of 35 keV-proton beam. The spacial distributions of emission intensity and polarizability of the Balmer alpha line spectrum were successfully measured. Both distributions were found to be polarized with the scattered direction.

We conducted mass spectroscopy of molecules scattered on solid surfaces covered with ferrocene molecules in the presence of energetic C60 fullerene ions to investigate their encapsulation process. We successfully measured the charge-state-specific mass spectra of exit ions using cylindrical glass and planar wedge channels. In the case of a planar wedge channel tilted 2° with respect to the C60-ion-beam axis, intensity enhancement and reduction were observed at masses around 776u and below 720 u, respectively. Therefore, it is considered that particles with their mass around 776u contain FeC60 molecules.

We conducted mass spectroscopy of molecules scattered on solid surfaces covered with ferrocene molecules in the presence of energetic C60 fullerene ions to investigate their encapsulation process. It is expected that Fe@C60 molecular ions exit a curved or tapered glass channel covered with ferrocene-terminated thiol self-assembled monolayer surfaces (SAMs) via multiple glancing collisions of C60 ions. We successfully measured the charge-state-specific mass spectra of exit ions using cylindrical glass and planar wedge channels. In the case of a planar wedge channel tilted 2° with respect to the C60-ion-beam axis, intensity enhancement and reduction were observed at masses around 776 u and below 720 u, respectively. Therefore, it is considered that particles with their mass around 776 u contain FeC60 molecules.

重粒子線がん治療は痛みを伴わないがん治療として注目されている。本講義では，重粒子線を含む量子とはどんな粒子なのか，その性質はどんなものかを分かり易く解説すると共に，どうして重粒子線が体内深部に存在するがん細胞だけを選択的に死滅させることができるのかを解説した。さらに，今後の医療分野への発展の可能性を考える。

真空が不要な大気圧プラズマ発生法は，簡単に生物や人体へのプラズマ照射を可能とする新しいプラズマ源として注目されている。近年，がん細胞のアポトーシス（正常なプログラム死）を誘導するとの論文発表により，この分野の研究が急速に加速している。また，食品保存や植物の品種改良・成長促進など，医療以外の分野への応用研究も盛んになりつつある。しかし，大気中でのプラズマ照射は固体・液体・気体・プラズマの四相が関与する極めて複雑な反応を伴うため，その理解は遅れている。本研究では，大気圧プラズマ照射中の反応を光学的・電気的・化学的に定量測定し，細胞・食品等への影響を調べることを目的としている。

炭素の多価イオンを用いる重粒子線がん治療は，痛みや副作用を伴わずにがん細胞を死滅させることができるため，極めて有効ながん治療法である。しかし，加速器を含む装置は大掛かりであるため，普及には装置の小型化が不可欠である。加速器の小型化には様々な技術開発が必要であるが，中でも電磁石を用いないイオンビームの偏向技術の開発が望まれている。本研究では，次世代の重粒子線として期待されるネオンやアルゴンの多価イオンビームを電磁石を用いず，ガラス表面での帯電現象を利用して偏向することを目的としている。

We conducted mass spectroscopy of molecules scattered on solid surfaces covered with ferrocene molecules in the presence of energetic C60 fullerene ions to investigate their encapsulation process. It is expected that Fe@C60 molecular ions exit a tapered glass channel covered with ferrocene-terminated thiol self-assembled monolayer surfaces (SAMs) via multiple glancing collisions of C60 ions. The mass-to-charge ratio of the scattered ions on the SAM surface was analyzed using the time-of-flight measurement combined with the ion-imaging technique. We successfully measured the charge-state-specific mass spectra of exit ions. In the case of a planar wedge channel tilted 2° with respect to the C60-ion-beam axis, intensity enhancement and reduction were observed at masses around 776 u and below 720 u, respectively. Therefore, it is considered that particles with their mass around 776 u contain FeC60 molecules.

フェロセン分子終端チオール自己組織化単分子膜で被覆された一対の円筒面間チャネルにフラーレンイオンビームを入射したときの，透過イオンの質量電荷比を測定した。

タングステン多結晶表面に35keVの陽子ビームを入射したときの後方散乱水素原子によるHα線を観測し、その偏光度の空間分布を測定した結果、後方散乱方向にわずかな変更を確認した。

フェロセンで終端されたドデカンチオール自己組織化単分子膜を吸着させたガラス円筒面チャネルに2価のC60フラーレンイオンを入射したときの散乱・透過イオンの質量電荷比を測定した結果、1価のFeC60分子イオンを含む質量領域に強いスペクトルが観測された。

標記の高速炭素イオンビームを1.2mmの間隔を挟んで対向したガラス円筒凸面と凹面の面間チャネルに入射した際の透過粒子のエネルギーをチルト角と散乱角の関数として測定した．その結果，開口率0％のチルト角においても10％程度の粒子がエネルギー損失なくガイドされて透過することが分かった．

ガラス円筒凸面と凹面にフェロセン化チオール自己組織化単分子膜を製膜し，これらを1.2mmの間隔をおいて対向した円筒面間チャネルに4.8-keV C60q+(q=2,3)イオンを入射した際の，透過イオンの質量電荷比を測定した．その結果，鉄原子を含む可能性のあるイオンの透過が確認された．

1.2mmの間隔をおいて対向するガラス円筒凸面と凹面の隙間に4.8-keV C60q+(q=2,3)イオンを入射した際の，透過イオンの質量電荷比を測定した．その結果，大半の粒子が非解離の弾性的散乱により透過することが分かった．

30-60keVの陽子ビームを多結晶タングステン表面に入射した際の電荷交換反射水素原子のバルマーα線を観測し，その偏光度の空間分布を測定した．その結果，偏光度が位置に依存して大きく変化することが分かった．

円筒面間チャネルに入射した標記イオンビームの透過特性を，透過率，質量電荷比のチルト角依存性の測定により評価した．その結果，大半が非解離の弾性的散乱により透過することが分かった．

30-60keVの陽子を多結晶タングステン表面に入射した際の電荷交換反射励起水素原子からのバルマー発光線を観測し，偏光度を測定した．

タングステン多結晶表面へ30-60keVの陽子ビーム，アルゴンイオンビーム，クリプトンイオンビームを照射した際のスパッタ励起原子と後方散乱励起原子の発光を観測し,それらの平均速度を測定した．

タングステン多結晶表面へ30-60keVのアルゴンイオンを照射した際のスパッタ励起原子と後方散乱励起原子の発光を観測し,それらの平均速度を測定した．

凹凸ガラス円筒光学レンズ(BK7)を1.2 mmの間隔をあけて対向した円筒面チャネルに，直径1 mmの4MeV-C4+イオンを入射したときのイオン透過率とエネルギーを測定した結果を発表した．

円筒ガラス凸レンズと凹レンズを1.2mmのナローギャップを挟んで対向した面間チャネルに4MeV炭素イオンビーム（1価イオンと4価イオン）を入射した場合の透過率をチルト角の関数として測定した.-3〜+3.4°のチルト角に渡って30%以上の透過率が観測され,エネルギー損失もほとんどないことが分かった.

円筒ガラス凸レンズと凹レンズを1.2mmのナローギャップを挟んで対向した面間チャネルに4MeV炭素イオンビームを入射した場合の透過率をチルト角の関数として測定した結果を発表した．

円筒ガラス凸レンズと凹レンズを1.2mmのナローギャップを挟んで対向した面間チャネルに4MeV炭素1価イオンビームを入射した場合の透過率をチルト角の関数として測定した.-3〜+3.4°のチルト角に渡って90%以上の透過率が観測され,エネルギー損失もないことが分かった.

低エネルギー陽子をタングステン表面に垂直入射した際の反射水素原子からのバルマー発光を観測し，その偏光度を測定した結果を発表した．

タングステン多結晶表面へ30-60keVの水素,アルゴン,クリプトンイオンを照射した際のスパッタ励起原子と後方散乱励起原子の発光を観測し,それらの平均速度を測定した.

80keVのアルゴン8価イオンを有極性ZnO単結晶のZn面とO面に入射した場合の散乱イオン強度を散乱角の関数として測定した.その結果,どちらの面でも鏡面反射角で散乱強度が最大に達し,その最大値はZn面よりO面の方が1.5〜2倍程度大きいことが分かった.

32keVのアルゴン8価イオンを有極性ZnO単結晶の(0001)面と(000-1)面に入射した際の散乱イオン強度を散乱角の関数として複数の入射角で測定した.その結果,全ての入射角においてどちらの面でも鏡面反射角で散乱強度が最大に達し,その最大値は(0001)面より(000-1)面の方が大きいことが分かった.

2MeVの高速炭素イオンを有極性ZnO単結晶のZn面とO面に入射した際の散乱強度を散乱角の関数として測定した.その結果,散乱強度はO面よりZn面の方が5倍近く大きく,そのエネルギー分布も大きく異なることが分かった.

1-2MeVの炭素イオンビームを有極性ZnO単結晶のZn面とO面に入射した際の散乱イオン強度を測定した結果,Zn面の強度がO面の強度に比べて2-5倍程度大きいことが分かった.

凹面と凸面を1.2mmの隙間を挟んで対向した円筒面レンズを,ビーム軸に対して回転させ,その隙間に1〜4MeVの炭素イオンを照射した.透過イオンの強度と回転角の関係を測定したところ,レーザービームに比べて広角度に高い透過強度が確認された.

国際熱核融合実験炉(ITER)の炉壁材料であるタングステンのプラズマ損耗を評価するため,アルゴンイオン照射によるスパッタリング粒子の発光分光を行った結果について報告した.

タングステンのプラズマ損耗に関する基礎データを蓄積するため,イオン照射によるスパッタリングを発光分光法により調べた結果について報告した.

凹面と凸面の一対のガラス円筒面レンズを対向させた1.2mmの隙間に,4MeVの炭素1価イオンを透過させたときの,ビーム軸に対する回転角と透過イオン強度の関係を測定した.

アルゴンイオン衝突によるタングステン表面のスパッタ励起原子の発光スペクトルを観測し，その平均速度を求めた．

1MeVと2MeVの高速炭素イオンをZnO及びGaNの有極性表面に対し2度で入射した際の3度と4度での散乱イオン強度を測定した結果,それぞれの表面の極性の違いにより散乱強度と散乱エネルギー分布が異なることが分かった．

ZnO及びGaNの有極性表面上での炭素イオンのMeV領域での散乱実験を行った結果,それぞれの表面の極性の違いによる散乱強度と散乱エネルギー分布が明らかになった.

クリプトンイオン照射によりタングステン表面からスパッタされた励起タングステン原子の発光分光を行い,表面に対して法線方向の速度の平均値を入射イオンビームエネルギーの関数として測定した．その結果，平均速度は入射イオンエネルギーにほとんど依存しないことが分かった．

放射線とは何か，放射能との違いは何かを易しく解説した．また，もっとも簡単な放射線測定装置である「霧箱」を用いた空気中のラドン原子の観察実験を行い，身近に存在する自然放射線の存在を体験する実演を行った．

ITO基板に配向・固定化したリゾチームに対する電子線照射による解離原子の発光分光を行い，解離過程を考察した．

33keVの低速クリプトンイオンを照射した際のタングステン表面からスパッタされた励起原子の発光分光を行い,表面に対して法線方向の速度の平均値を求めた．

30〜60keVのクリプトンイオンを照射した際にタングステン表面からスパッタされた励起タングステン原子の発光分光を行い,表面に対して法線方向の速度の平均値を求めた．

2011年3月に発生した東日本大震災での原発事故による川越キャンパスへの影響を調べるため，シンチレーション放射線検出器を用いた測定結果をWeb公開すると共に学内発表した．

タンパク質リゾチーム表面に対する電子線照射による解離原子の発光分光を行い，水分子からの水素原子発光スペクトルを観測した．

低エネルギークリプトンイオンを照射した際にタングステン表面からスパッタされた励起原子の発光分光を行い，スパッタリング過程を考察した．

ITO基板上に吸着したリゾチームへの電子衝突により解離した原子の発光分光を行った．(東日本大震災により，Web講演)

低速のアルゴン多価イオンをGaN単結晶表面に照射した際の二次イオン放出過程を，独自に開発した反射イオン-二次イオン同時分析法により調べた．その結果，アルゴン1価イオンの散乱時に陽子のポテンシャルスパッタリングが起こっていることが分かり，その陽子放出強度が全二次イオン放出強度の92%に及んでいることが分かった．このことは表面吸着水素原子の選択的脱離を意味する．

低速多価イオン照射時の各種固体表面からの二次イオン放出を独自に開発した反射イオン-二次イオン同時計測法により調べ，特に陽子放出の放出エネルギー分布を測定した結果について発表した．

固体表面に配向・固定化したタンパク質や塩基等の生体分子に対し，電子・イオン・紫外光照射による電子遷移誘起脱離を観測し，その最表面の化学的性質を研究する計画について述べた．

量子ビーム科学という分野が，原子力科学の一つの潮流として定着しつつある．これは，エネルギー,状態,方向などが揃った極微の粒子を，安全かつ安定なビームとして取り出せるようになったためである．本講演では，電子やイオンといった代表的な量子ビームを応用した人にやさしい技術に加え，多価イオン,放射光,自由電子レーザーなど，最近登場した新たな量子ビームの可能性についても紹介した．

面極性を制御されたGaN(0001)表面に低エネルギーのアルゴン多価イオンを照射した際の原子過程を，独自に開発した原子層選別SIMS装置により解析した結果を発表した．

低エネルギー酸素イオンビーム照射下でのアルミニウム表面からスパッタされた中性アルミニウム原子の発光を観測し，磁気副準位の強度比が入射エネルギーに大きく依存する現象を発見した．

多価イオン照射チタン表面から放出されたチタン原子及びチタンイオンからの発光を観測し，酸素被覆の影響を調べた．

（招待講演） 低速多価イオン衝突により誘起された固体表面からの二次粒子の脱離とスパッタリング過程に対する実験結果を紹介するレビュー講演を行った．

（ポスター講演）低速多価イオンに誘起された固体表面からの二次イオン放出と発光現象を観測し，衝突の動力学に関する実験的研究を行った結果について発表した．

（招待講演） 低速アルゴンイオンのかすめ衝突によるGaN表面のポテンシャルスパッタリング現象の実験結果を報告した．

酸化チタン表面への酸素，窒素イオンビーム照射下での固体内での発光分光を観測し，不純物発光中心を考察した．

低速多価イオンのかすめ衝突によるチオール自己組織化単分子膜表面の二次イオン放出過程について報告した．

低速多価イオン衝突によるチタン表面からのスパッタリングを発光分光により調べた結果を報告した．

（招待講演） 低速多価イオン衝突による分子解離と表面脱離過程について報告した．

低速多価イオンの垂直入射によるチタン表面の二次中性粒子スパッタリング過程を発光分光法により調べた結果を報告した．

低速多価イオンのかすめ衝突によるGaN(0001)表面及びドデカンチオール自己組織化単分子膜からの二次イオン放出過程を調べた結果を報告した．

注射器3本と電流計及び電池だけで構成される簡便な卓上型の水の電気分解実験装置を開発し，1年次学生の化学実験におけるマイクロスケール化学実験として授業に活用した事例を発表した．

低圧酸素雰囲気に置かれたチタン表面の低速多価イオン衝突によるスパッタ中性原子からの発光分光結果を報告した．

低速多価イオンによる固体表面での電子捕獲散乱過程を調べるため，速度と価数を選別した散乱粒子を二次元検出した．その結果，中性粒子と同時計測された二次イオン質量分析スペクトルと，一価イオンと同時計測されたそれとの間に，明瞭な差が現れた．

GaN(0001)表面上で，電子捕獲後に鏡面反射されたAr4+多価イオンの価数を選別しながら二次イオンの質量分析を行った．その結果，散乱された中性Arと同時計測された二次イオンの質量分析スペクトルは，散乱Ar+と同時計測されたそれに比べて，スペクトル幅が広いことが分かった．また，H+の質量スペクトルに見られる微細構造の位相が，両者の間で1/2周期ずれていることから，ArHとArH+の二つのポテンシャル曲線の干渉に起因するという仮説を立てた．

（依頼講演）多価イオンと固体表面との低エネルギー衝突における二次粒子放出過程について，その原子過程を概観し，最表面に極めて敏感な表面分析法に応用可能であることを実験と理論的考察の両面から実証した．

（招待講演）多価イオンと固体表面との低エネルギー衝突における二次粒子放出過程を，独自に開発した多粒子同時計測装置により調べた最近の結果について論じた．

アルゴン多価イオンとGaN(0001)及びGaN(000-1)表面とのすれすれ角衝突において放出された二次イオン放出過程を観測した結果，表面の面方位の違いが質量スペクトルの差として現れた．このことから本測定方法が基板への損傷の小さい新しい面極性分析法として有効であることを論じた．

多価イオンと固体表面との低エネルギー衝突において，散乱イオンのエネルギー損失を選別しながら二次イオン質量選別を行った結果について論じた．

多価イオンとAl表面との低エネルギー衝突において，散乱中性原子と同時に検出されたH+の放出角度分布について論じた．

多価イオンと固体表面との低エネルギー衝突において，散乱粒子，二次電子，二次イオンをすべて同時検出することができる装置の開発状況と予備実験結果について論じた．

多価イオンと化合物半導体表面との低エネルギーすれすれ角衝突において，化合物半導体の最表面原子の元素分析と面極性分析を低損傷で行なう方法を提案し，その基礎実験結果について論じた．

酸素雰囲気中の高速イオン衝撃によりAl表面からスパッタされた酸素負イオンを観測し，その運動エネルギーを表面酸素被覆率の関数として求めた結果について論じた．

多価イオンとAl表面との低エネルギー衝突において，H+の放出収量が価数の増加に伴い急激に増加し，やがて飽和する現象について論じた．

多価イオンを固体表面にすれすれの角度で入射した際の，電子捕獲衝突に伴う二次イオン放出過程を，表面原子構造分析に応用することを目的として，その予備実験結果を報告した．

酸素雰囲気中での高速イオンとAl表面との衝突において，二次電子と二次負イオンを質量選別して検出し，そのスペクトル強度と表面酸素被覆率との関係を論じた．

Ar+イオン衝撃によりAl表面から放出されたスパッタ励起原子からの発光をCCDカメラ付分光器で二次元検出し，発光強度の空間分布からスパッタリング機構について論じた．

多価イオンとAl表面とのすれすれ角衝突において，表面に吸着した炭化水素分子からのH+放出強度が価数に対して急激に増加する一方で，基板原子由来の二次イオン放出が顕著に起こらないことを発表した．

多価イオンと化合物半導体表面とのすれすれ角衝突により，表面の面極性を分析する新しい方法を提案した．

電子衝撃によりCF4分子とN2分子から解離したイオンの質量分析と三次元運動量画像分光を行い，その励起過程と解離経路を論じた．

Arq+ (q = 3-14)多価イオンとSiC(0001)表面とのすれすれ角衝突において，H+, H2+, C+, Si+, SiC+等の二次イオン放出を確認し，それぞれの運動エネルギーを測定した結果，軽いイオンほど大きな運動エネルギーを持つことを見出した．

Arq+ (q = 3-14)多価イオンとGaN(0001)表面とのすれすれ角衝突において，H+, H2+, C+, K+, Ga+等の二次イオン放出を確認し，H+に対して三次元運動量を測定した結果について論じた．

多価イオンとAl表面とのすれすれ角衝突における二次イオン質量スペクトルを測定した結果について論じた．

イオン照射中の表面酸素被覆率と二次電子エネルギー分布との関係を測定した結果について論じた．

高速一価イオン衝突によりGaAs単結晶表面から放出されたスパッタ励起中性原子(Ga*)からの発光スペクトルを観測し，励起準位の生存確率を求めた結果を論じた．

電子衝撃によるCF4分子のイオン化解離過程に対し，三次元運動量画像分光の結果をもとに論じた．

多価イオンとGaN及びSiC単結晶表面とのすれすれ角衝突における二次イオン放出過程について論じた．

多価イオンとSiC及びGaN単結晶表面とのすれすれ角衝突において放出された二次イオンの三次元運動量画像分光結果について論じた．

多価イオンとSiC(0001)単結晶表面とのすれすれ角衝突において放出されたSi+の三次元初期運動量を測定し，放出過程について論じた．

電子衝撃によるCF4分子の解離に対する三次元運動量画像分光測定結果について論じた．

多価イオンのGaN(0001)表面へのすれすれ角衝突において，二次イオンの質量分析と三次元運動量画像分光の結果について論じた．

高速一価イオンと金属表面との衝突により生成されたスパッタ二次イオンを質量分析し，表面の酸素被覆率との関係を論じた．

多価イオンとワイドギャップ化合物半導体との低エネルギー衝突による二次イオン放出過程を論じた．

（招待講演）多価イオンと分子との低エネルギー電荷移行衝突において生成される解離イオンの三次元運動量を測定し，かつ，散乱イオンの運動エネルギー利得を同時測定する方法を開発した．これにより世界で初めて量子状態選択的に解離経路を特定することが可能になった．これらをレビューし，かつ，最新のデータである解離の異方性の観測について論じた．

多価イオンとSiC単結晶表面とのすれすれ角衝突により放出された二次イオンの三次元運動量画像測定を行い，スパッタリングの機構について論じた．

多価イオンとGaN単結晶薄膜表面とのすれすれ角衝突における二次イオン放出過程を質量分析測定と三次元運動量画像測定の結果から論じた．

多価イオンとGaN及びSiC単結晶表面とのすれすれ角衝突における二次イオン放出過程を質量分析測定の結果から論じた．

多価イオンとGaNの(0001)及び(000-1)表面とのすれすれ角衝突におけるスパッタ二次イオンの質量分析と三次元運動量画像分光を行なった結果，二つの表面の間に有意な差が観測された．

（招待講演）多価イオンとSiC単結晶表面とのすれすれ角衝突において，多価イオンの中性化に伴う二次イオン放出現象を三次元立体画像として観測した結果を論じた．

（招待講演）多価イオンとSiC単結晶表面とのすれすれ角衝突において，多価イオンの中性化に伴う二次イオン放出過程を選択的に観測した結果について述べた．

多価イオンを用い，GaN単結晶の最表面原子構造を低損傷で観測するための新しい方法を提案し，その概要を述べた．

（招待講演）原子物理実験用に開発した超小型高電離多価イオン源の概要と，それを用いた多価イオン-分子衝突における解離過程の研究成果について述べた．

固体表面で電子捕獲散乱された多価イオンと，表面から放出された二次イオンを同時計測する方法の紹介と，それを用いた測定結果について論じた．

一価イオンと固体表面との衝突により放出される二次イオン強度を，表面の酸素被覆率の関数として測定した結果について述べた．

一価イオンと固体表面との衝突により放出される二次電子強度を，表面の酸素被覆率の関数として測定した結果について述べた．

Ar8+とCF4分子との二電子移行後の二体解離過程(F++CF3+)を三次元画像観測し，顕著な解離の異方性を観測した．これを半古典的モデルで解析し考察した．

多価イオンと固体表面とのすれすれ角衝突による二次イオン放出過程を観測するための装置開発状況について論じた．

窒化ガリウムを代表とするワイドギャップ化合物半導体の新たなプロセス開発に向けた原子分子基礎過程の解明を目指す研究の概要を述べた．

高電離多価イオンビームを用いてワイドギャップ半導体材料の微細加工をおこなうための基礎的研究として，スパッタリングにおける二次イオン質量分析測定を行ない，その予備実験結果を得た．

多価イオンと固体表面との低エネルギー衝突における二次イオンの質量分析を行なうための装置開発について述べた．

Ar8+イオンとN2及びCF4分子との電荷移行衝突において，二体解離した解離イオンの三次元初期運動量に異方性を見出した．

多価イオンと固体表面との衝突により放出される二次電子と二次イオンを同時計測するための装置開発の経緯について論じた．

低速多価イオンと分子との衝突による解離過程を詳しく調べるため，運動量イメージング法による解離イオンの運動量測定を行なった結果について述べた．

（招待講演）多価イオン衝突によるCF4とN2分子の解離過程について，エネルギー利得選別解離イオン画像分光法を用いて調べた結果を概観した．

多価イオンとCH4及びCF4分子との低エネルギー電荷移行衝突において，散乱イオンのエネルギー利得を選別した解離イオンの三次元初期運動量測定を行い，解離励起過程を論じた．

（依頼講演）多価イオンと分子との低エネルギー電荷移行衝突において，独自に開発した装置により，電子移行過程と解離過程の量子状態を特定することに成功した．その代表例であるCF4標的の結果を概観した．

多価イオンとCH4及びCF4との低エネルギー電荷移行衝突において，散乱イオンのエネルギー分析と解離イオンの三次元運動量画像を同時計測し，解離経路について論じた．

希ガスイオンとCF4分子との低エネルギー電荷移行衝突における解離種の発光断面積を測定し，解離過程を論じた．

多価イオンとCH4及びCF4及びN2分子との低エネルギー電荷移行衝突において，散乱イオンのエネルギー利得を選別した解離イオンの三次元初期運動量測定を行なった結果について論じた．

Ar多価イオンとCF4分子との衝突において，エネルギー利得を選別した解離イオンの運動量画像分光測定を行い，その量子状態を特定した結果について述べた．

Ar多価イオンとN2/ CF4/ CH4分子との衝突における二次イオンの質量分析と三次元運動量画像分析を行なった結果について述べた．

Ar多価イオンとCH4及びCF4分子との低エネルギー電荷移行衝突において生成されたH+とCF3+の三次元運動量画像について論じた．

多価イオンと分子との低エネルギー電荷移行衝突における解離イオンの画像分光装置の開発と予備実験結果について述べた．

低エネルギー多価イオン衝突による分子の解離過程に対し，反応熱を特定した解離イオンの質量分析測定を行う方法について論じた．

多価イオンと分子の低エネルギー衝突において，散乱イオンのエネルギー分析と解離イオンの運動量測定を同時に行なうための装置開発について述べた．

電気通信大学に建設した世界最高性能の高電離多価イオン源において，高エネルギー電子ビーム入射実験を行った結果について発表した．

NdFeB系永久磁石を用いた冷却装置を必要としない小型多価イオン源の開発概要と，その評価試験結果について述べた．

永久磁石を用いた小型電子衝撃型多価イオン源の開発経緯と評価試験結果について述べた．

NdFeB系永久磁石を用いた小型多価イオン源の開発概要と，その評価試験結果について述べた．

Ar+イオンをAl表面に照射した場合の，スパッタ中性励起原子の発光強度の表面からの距離依存性を測定し，表面からの脱出速度を測定した．

電通大多価イオン源における多価イオンの可視発光分光結果について述べた．

H-と希ガス原子(He, Ne, Ar, Kr)との衝突によるHの発光断面積を測定し，電子脱離と電子励起過程について論じた．

Ar+をAl表面に照射したときに生成されるAl*励起原子からの発光スペクトル幅から，その平均速度を求め，スパッタリング過程を考察した．

電子衝撃によりCH4分子から解離したCH+の可視発光スペクトルを高分解能測定し，スペクトルシミュレーションを併用することにより断面積を測定した．

イオンビームと固体表面との衝突により放出された励起原子からの発光スペクトルをドップラー解析することにより，スパッタ原子の平均速度を求め，スパッタリング過程について論じた．

H-イオンと希ガス原子との低エネルギー電荷移行衝突において，水素原子の発光断面積測定により電子励起過程を考察した．

電通大多価イオントラップから真空中に引出した高電離多価イオンの質量選別スペクトル結果について論じた．

Tokyo-EBITにおけるCCD分光器を用いた可視発光分光結果から，トラップイオンの価数分布について論じた．

Ar+とH2との低エネルギー電荷移行衝突において，解離した励起水素原子の発光断面積を測定し，その励起解離過程を論じた．

電通大多価イオン源における多価イオンの可視発光分光の結果について述べた．

He+イオンとCH4分子の低エネルギー電荷移行衝突における解離種の発光断面積を測定し，解離経路を議論した．

He+とCH4分子との低エネルギー電荷移行衝突におけるH,C,Heの発光断面積を測定し，それぞれの解離過程を論じた．

Tokyo-EBIT超高電離多価イオン源の開発状況と予備実験結果について述べた．

He+とCH4との低エネルギー電荷移行衝突における解離励起種の発光断面積を測定し，解離経路について論じた．

電通大多価イオン源において観測された多価イオンと電子との二電子性再結合過程について論じた．

アルゴン多価イオン（価数：１〜８）をアルミニウムとアルミナ表面に衝突させた時のスパッタアルミニウム原子の発光分光により平均速度を求めた．

電気通信大学に建設したTokyo-EBIT超高電離多価イオン源からの可視分光スペクトルの観測と同定結果について述べた．

電気通信大学に建設したTokyo-EBIT超高電離多価イオン源からのX線を観測し，トラップイオンの価数分布を調べた．

電気通信大学に建設した超高電離多価イオン源において，ビーム輸送系の設計・製作状況を述べた．

電気通信大学に建設した超高電離多価イオン源において，Xe44+の放射性再結合過程と二電子性再結合により放出されたX線スペクトルを観測した．

電気通信大学に建設した超高電離多価イオン源において，電子ビームエネルギーの変化と同期させてX線発光断面積を測定するための計測システムを開発した．

電気通信大学に建設した超高電離多価イオン源において，高圧電源をすべてコンピューターから遠隔操作するためのシステムを設計開発した．

多価イオンをAl及びAl2O3表面に低エネルギー衝突させたときに放出されるAl*励起原子からの発光スペクトルに対するドップラー分析の結果．両者の標的において有意な差は観測されなかった．

電気通信大学に建設した超高電離多価イオン源の開発を総括し，今後の実験計画について述べた．

Tokyo-EBIT超高電離多価イオン源の運転状況と問題点及び今後の計画を述べた．

ヘリウムイオン衝突によるメタン分子からの発光断面積の衝突エネルギー依存性を測定し，その解離過程を考察した．

超高電離多価イオントラップ(Tokyo-EBIT)の最初の運転状況について述べた．

電気通信大学レーザー新世代研究センターに建設した超高電離多価イオン源Toky-EBITの開発状況について述べた．

荷電粒子ビームの通過位置を実時間でモニターできる検出器を開発した経緯と，その評価試験結果について述べた．

電子衝撃によりCH4から解離した水素原子とCH分子の可視発光に対し発光断面積を測定し，その励起過程と解離経路を論じた．

電子衝撃によるAr原子の共鳴線発光断面積を測定し，その励起過程を論じた．

超高電離多価イオンを生成可能な世界最高レベルの電子衝撃型多価イオン源の設計と製作の進捗状況を述べた．

電子衝突によりメタン分から解離した励起C原子,H原子,CH分子の発光断面積の衝突エネルギー依存性を測定した．

電子衝突によりメタン分から解離した励起CH分子の回転・振動スペクトルを分析し，その回転温度と振動温度を求めた．

炭素原子を骨格とするカーボンクラスターは機能性材料として様々な分野で注目されている。中でも，原子内包カーボンクラスターは燃料電池，超電導，単分子メモリー/スイッチ/トランジスター，有機太陽電池，ドラッグデリバリーシステム，機能性薬剤等の幅広い応用が期待されている。しかしながら，既存の方法では合成した分子から所望の原子内包カーボンクラスターを単離・精製することが難しく，一般的に多段階プロセスが必要であるという課題がある。 本研究は，炭素系薄膜曲面上でのイオン斜入射散乱により，カーボンクラスターの原子内包過程と単離・精製プロセスを同時に行う方法の原理実証を目的としている。

Tungsten is a candidate of plasma-facing material for ITER and future fusion reactors and we need to study tungsten behavior in plasmas by spectroscopy. We produced and validated basic atomic data of tungsten theoretically and experimentally, and constructed a tungsten spectroscopic model to reproduce tungsten spectra measured in LHD. We also measured momentum of excited tungsten atom sputtered from a tungsten target to examine ejecting processes of tungsten into plasma. These studies can extend to understand the tungsten behavior from production to transport in plasmas to find out a control method in plasmas.

Glass is known as typical insulator, whose volume and surface resistivities are extremely high. For example, electric current cannot flow practically through a 0.1-1 mm-thick soda-lime glass plate. If the switching of this high resistivity can be controlled, switching devices with huge resistivity would be realized. In this study, employing slow highly charged ion microbeams, we charged a point-like region on a glass plate in vacuum and measured the trajectories of the reflected ions. Analyzing the trajectories taking into account the dynamic charge-up distribution, it turned out that the resistivity depends on the strength of the electric field induced by the charge and shows possibility of a hysteretic switching loop, which was reproduced by a model calculation.