別記様式5-1（第7条関係）（27首都大管国第1405号・29首都大管国第909号・一部改正）

帰国留学生短期研究報告書（外国人研究者用）
Research Report (Foreign Researcher)
2020

年
月日
year 02 month 11day

首都大学東京学長 殿Dear President, Tokyo Metropolitan University
外国人研究者氏名（カタカナまたは漢字）※パスポートと同一の氏名

Foreign Researcher（In alphabet）※Your name as written in your passport

ギオルギ ヴェシャピゼ

Giorgi Veshapidze

受入研究者氏名（カタカナまたは漢字）Research Advisor（In alphabet）

田沼

Hajime Tanuma

国肇籍

Nationality

ジョージア

Georgia所属

機関

Affiliation

イリア国立大学

Ilia State University

職Position

名准教授研

究

Associate professor
期間

Period of Research2020.01.12-2020.02.12

専

攻分野原子分子光物理学

Major Field
Atomic, Molecular and Optical Physics①研究課題 / Theme of Research （全角390文字/半角780文字以内）(Within two-bite 390 characters in Japanese/ one-bite 780 letters in English)
The research is centered around the measurement of absolute charge-changing cross-sections for low energy
multiply-charged ion-molecule collisions, resulting in EUV emission from the target. Since, historicaly themeasurements in this research area were focused on obtaining spectra of photons, emitted from the projectile ion,
this kind of measurements are novel and the similar data is very scarse.

②研究概要 / Outline of Research （全角390文字/半角780文字以内）(Within two-bite 390 characters in Japanese/ one-bite 780 letters in English)
A study of Xeq+ + N2 collisions was performed for the projectile charge states 12-15 and target gas pressures 2x10-3- 2x10-2 Pa. The EUV spectra in the 11 nm to 31 nm region was collected.
The GNU Octave (free software package) script was developed to replace LabView (commercial) code.
Data filtering script was developed to clean the spectra from spurious signal, produced by stray cosmic rays.

③研究成果/Results of Research（全角390文字/半角780文字以内）(Within two-bite 390 characters in Japanese/ one-bite 780 letters in English)

Absolute cross-sections for charge-changing collisions, leading to EUV emmision from multiply ionized target (N IVand N V) were obtained by using previously measured detection efficiency of the CCD detector.
Dependence of the obtained cross-sections on the projectile ion charge state is being studied and compared to various
theoretical models to elucidate the production mechanism of excited target ions.

④今後の研究計画 / Further Research Plan（全角390文字/半角780文字以内）(Within two-bite 390 characters in Japanese/ one-bite 780 letters in English)
Since the experimental data for absolute charge-changing cross-sections for ion-molecule collisions is scarse, I would
like to extend this study to include heavier projectile ions (Kr, Ar) as well as different target molecules (O2, CO2,CH3OH, C2H2)⑤東京と海外諸都市との相互理解・友好親善関係の推進についての展望 / Vision for Contributionof Strength of Mutual Understanding/Friendship Between Tokyo and International Cities (全角390文字/半角780文字以内） (Within two-bite 390 characters in Japanese/ one-bite 780 letters in English)
My visit facilitated interaction with the members of host group at TMU and other Japanese outside TMU. I learned
many things about Japanese culture and they have learned some things about Georgia as well. I also had fruitful
discussion with a visiting scientist from Canada.
I would like to thank TMU for this great opportunity and hospitality during my stay.

別記様式5-2（第7条関係）（27首都大管国第1405号・29首都大管国第909号・一部改正）

帰国留学生短期研究報告書（受入研究者用）
Research Report (Research Advisor)
2020 年year

2月
month

11日
day

首都大学東京学長 殿Dear President, Tokyo Metropolitan University
受入研究者氏名（カタカナまたは漢字）Research Advisor（In alphabet）

田沼

Hajime Tanuma

肇

職名Position教授Professor

受入研究科名Graduate School

理学研究科

Graduate School of Science

外国人研究者氏名（カタカナまたは漢字）

Foreign Researcher（In alphabet）

ギオルギ ヴェシャピゼ

Giorgi Veshapidze

国籍

Nationality

ジョージア

Georgia所属

機関Affiliation

イリア国立大学

Ilia State University

研

Period of Research

究期間2020.01.12-2020.02.12

2020.01.12-2020.02.12

専

Major Field

攻分野

原子分子光物理学

Atomic, Molecular, and Optical Physics※以下の点に注意の上、受入研究者の立場で報告してください。
①研究指導概要：外国人研究者にどのような研究指導をしたか。
②研究指導成果：今回の研究で外国人研究者にどのような成果が見えたか。
③今後の計画：今後、指導者としてどのように交流をとりながら研究をすすめていくか。
①研究概要 / Outline of Research（全角390文字/半角780文字以内）中性原子から複数の電子を剥ぎ取って生成された多価イオンと，中性分子を低エネルギーで衝突させると，標的分子の束縛電子が多価イオンに捕獲される電子捕獲反応（電荷移行反応）が起こる。捕獲される電子数が1個であることが多いが，多数の電子が捕獲される可能性もある。我々の研究室ではタンタルTaやキセノンXeの様に重い原子の10価以上の多価イオン二原子分子が衝突した際に，分子が解離して多価原子イオンが生成し，この解離原子イオンが極端紫外領域の光を放出する現象を発見した。この現象を深く理解するために，発光強度を定量的に測定して発光断面積を求めることを目的にして，価数を変えたXeイオンを用いてN2標的との衝突実験を行った。
②研究成果 / Results of Research（全角390文字/半角780文字以内）
14.25GHz電子サイクロトロン共鳴型イオン源を用いて，12価から14価の多価Xeイオンを生成し，20 kVの電位差で加速して希薄なN2気体標的と衝突させた。多電子捕獲反応によって生成した多価Nイオンからの発光が観測されたが，多価Nイオンが衝突領域でN2分子と衝突することで励起状態が生成されて発光する可能性を確認するため，N2標的圧力を変化させて測定を行った。その結果，発光強度が圧力に比例することが確認できたため，二段階を踏む過程ではなく，Xeイオンとの衝突で直接励起フラグメント原子イオンが生成していることが確認できた。また，最近の研究によって分光測定装置の絶対検出感度が求められたので，その結果を用いて解離原子からの発光断面積を求めた。測定した全ての価数の入射Xeイオンの場合について，1x1016cm2程度の断面積が得られた。
③今後の計画 / Further Research Plan（全角390文字/半角780文字以内）
本研究のような衝突過程における発光断面積の測定は例が無く，価値が高いと判断できるので研究成果を論文にまとめて英文学術雑誌に投稿する予定である。さらに，異なる多価イオンや様々な分子標的を用いた測定を行うなど，これからも共同研究を継続していきたい。日本への渡航旅費として科学研究費補助金の二国間交流事業への申請も考えられるが，ジョージア側の研究者が1名しかいないことから，継続的に帰国留学生短期研究支援制度が利用できれば非常に有り難い。ソ連崩壊後に独立した小国ジョージアの研究環境は，まだまだ充分とは言えないため，実験的な研究で学術的な成果を出すためには海外との共同研究が必須であると考えている。

別記様式5-3 （第7条関係）（27首都大管国第1405号・29首都大管国第909号・一部改正）

首都大学東京帰国留学生短期研究支援制度

平成30年度

研究報告書＜外国人研究者プロフィール/Profile＞
外国人研究者

ギオルギ ヴェシャピゼ

Foreign Researcher

Giorgi Veshapidze

国籍

ジョージア

Nationality

Georgia

所属機関

イリア国立大学

Affiliation

Ilia State University

現在の職名

准教授

Position

Associate professor

研究期間2020.01.12-2020.02.12

Period of Stay

2020.01.12-2020.02.12

専攻分野

原子分子光物理学

Major Field

Atomic, Molecular, and Optical Physics

受入研究者

田沼 肇

職名教授

Research Advisor

Hajime Tanuma

Position

Professor

受入研究科

理学研究科

Graduate School/Department

Graduate School of Science

外国人研究者の写真（写真貼り付け）イオン源の前にて / in fromt of an ion source＜外国人研究者からの報告/Foreign Researcher Report＞①研究課題/Theme of Research

The research is centered around the measurement of absolute charge-changing cross-sections for low energy multiply-charged ion-molecule
collisions, resulting in EUV emission from the target. Since, historicaly the measurements in this research area were focused on obtaining spectraof photons, emitted from the projectile ion, this kind of measurements are novel and the similar data is very scarse.

②研究概要

/

Outline of Research

A study of Xeq+ + N2 collisions was performed for the projectile charge states 12-15 and target gas pressures 2x10-3 - 2x10-2 Pa. The
EUV spectra in the 11 nm to 31 nm region was collected.
The GNU Octave (free software package) script was developed to replace LabView (commercial) code.
Data filtering script was developed to clean the spectra from spurious signal, produced by stray cosmic rays.

③研究成果

/

Results of Research

Absolute cross-sections for charge-changing collisions, leading to EUV emmision from multiply ionized target (N IV and N V) wereobtained by using previously measured detection efficiency of the CCD detector.
Dependence of the obtained cross-sections on the projectile ion charge state is being studied and compared to various theoreticalmodels to elucidate the production mechanism of excited target ions.

④今後の計画/

Further Research Plan

Since the experimental data for absolute charge-changing cross-sections for ion-molecule collisions is scarse, I would like to extend thisstudy to include heavier projectile ions (Kr, Ar) as well as different target molecules (O2, CO2, CH3OH, C2H2)⑤東京と海外諸都市との相互理解・友好親善関係の推進についての計画 /Further Plan of Contribution of Strength of Mutual Understanding/Friendship Between Tokyo and International cities
My visit facilitated interaction with the members of host group at TMU and other Japanese outside TMU. I learned many things aboutJapanese culture and they have learned some things about Georgia as well. I also had fruitful discussion with a visiting scientist fromCanada.
I would like to thank TMU for this great opportunity and hospitality during my stay.

＜受入研究者からの報告/Research Advisor Report＞①研究概要/Outline of Research中性原子から複数の電子を剥ぎ取って生成された多価イオンと，中性分子を低エネルギーで衝突させると，標的分子の束縛電子が多価イオンに捕獲される電子捕獲反応（電荷移行反応）が起こる。捕獲される電子数が1個であることが多いが，多数の電子が捕獲される可能性もある。我々の研究室ではタンタルTaやキセノンXeの様に重い原子の10価以上の多価イオン二原子分子が衝突した際に，分子が解離して多価原子イオンが生成し，この解離原子イオンが極端紫外領域の光を放出する現象を発見した。この現象を深く理解するために，発光強度を定量的に測定して発光断面積を求めることを目的にして，価数を変えたXeイオンを用いてN2標的との衝突実験を行った。

②研究成果

/

Results of Research

14.25GHz電子サイクロトロン共鳴型イオン源を用いて，12価から14価の多価Xeイオンを生成し，20 kVの電位差で加速して希薄なN2気体標的と衝突させた。多電子捕獲反応によって生成した多価Nイオンからの発光が観測されたが，多価Nイオンが衝突領域でN2分子と衝突することで励起状態が生成されて発光する可能性を確認するため，N2標的圧力を変化させて測定を行った。その結果，発光強度が圧力に比例することが確認できたため，二段階を踏む過程ではなく，Xeイオンとの衝突で直接励起フラグメント原子イオンが生成していることが確認できた。また，最近の研究によって分光測定装置の絶対検出感度が求められたので，その結果を用いて解離原子からの発光断面積を求めた。測定した全ての価数の入射Xeイオンの場合について，1x1016 cm2程度の断面積が得られた。

③今後の計画/

Further Research Plan

本研究のような衝突過程における発光断面積の測定は例が無く，価値が高いと判断できるので研究成果を論文にまとめて英文学術雑誌に投稿する予定である。さらに，異なる多価イオンや様々な分子標的を用いた測定を行うなど，これからも共同研究を継続していきたい。日本への渡航旅費として科学研究費補助金の二国間交流事業への申請も考えられるが，ジョージア側の研究者が1名しかいないことから，継続的に帰国留学生短期研究支援制度が利用できれば非常に有り難い。ソ連崩壊後に独立した小国ジョージアの研究環
境は，まだまだ充分とは言えないため，実験的な研究で学術的な成果を出すためには海外との共同研究が必須であると考えている。

写真貼り付け

写真貼り付けオフィスにて / in our office

実験室にて / in our laboratory