原子分子データ応用フォーラム会報第３号
2013

原子分子データ応用フォーラム会報第3号

The forum for atomic and molecular data and their applications
目次
・研究紹介
小さなラボの X 線顕微鏡で細胞をみてみたい！（東口武史）

・・

関連会議等 参加報告
POSMOL2013（田沼 肇）

ICPEAC2013（加藤太治）

シンポジウム：データベースの構築と活用（池田 圭）

2012 年度

原子分子データ応用フォーラムセミナー

原子分子データ応用フォーラムは，科学技術を支える，原子分子データに関心をもつ，大学，研究機関，企業の研究者，技術者が集って設立した特定非営利活動法人（NPO）です。宇宙物理や，核融合のような基礎研究から，プラズマプロセス，環境汚染物質処理，光源などの応用分野で，プラズマのモデリングに用いられる，精度，信頼性の高い原子分子データの生産，データベース化，利用普及を図るために，基礎・応用分野の研究者，技術者が，それぞれが持つ原子分子データのニーズとシーズのマッチングを行なう場として設立されました。現在，フォーラムでは，セミナーの開催，インターネットコミュニティの運営などの活動を行なっています。本会報では，フォーラムの活動報告，ならびに参加者のみなさんの研究活動等をご紹介します。フォーラムの活動をより科学技術に役立つものにするため，ご意見をお寄せくださいましたら幸いに思います。
NPO 法人原子分子データ応用フォーラム

理事長

村上 泉

■ 研究紹介副理事長

佐々木明だ，と過ごしている。研究内容は，よく考えてみると，原子分子データ応用フォーラムに関わる内容多し。大小さなラボの X 線顕微鏡で細胞をみてみたい！

学教員になったときにスタートした半導体露光用 13.5

東口武史（宇都宮大学）

nm 極端紫外 (EUV) 光源開発に加えてもらったことが縁で，多くの先生に勉強させてもらい，光源研究が立秋という言葉は「暦の上では」が普通になり，おしんどくもやりがいがあることをたたき込んでもらっ盆ももう終わるなぁ，と冷たい飲み物に手が伸びていた，そんな者である。ここ 3 年ぐらいは，波長域で 2~4たときに，首都大の田沼先生から，作文してくれない

nm，6.x nm，13.5 nm，40 nm やらの VUV~X 線光源をか，とのメールが届いた。恥ずかしながら，このフォ実験している。

ーラムに参加したのは昨年 12 月が初めてであり，いきなりこんなところで，若造がしゃしゃりでてきていい

さて，こんな場でいうのもなんだが，50Sn が 13.5 nm，54Xe が 10.6 nm あ た り に 強 い 放 射 を も つ UTAの？という思いながら，謝礼は飲み会で，に即答し，(unresolved transition array) はなかなかどうして高出力いろんな原稿を後回しにして書くことにした。お気楽である。そんなわけで，半導体分野での EUV 光源にに書いて下さい，とのことで，ソフトに書くことにすは，スズプラズマ EUV 光源が開発されているのはごるが，これでいいのかしら？

存じの通りである。エネルギー変換効率も大きく，研さて，まずは自己紹介。若造だと思っているが，今究開発のすさまじさか，レーザーエネルギーから狭い年不惑。惑いまくっている一地方大の一教員。工学部

帯域の EUV 光へのエネルギー変換効率は 4%以上にも電気電子工学科の中で，やれレーザーだ，やれ放電だ，なっている。つまり，数 100 mJ 級のレーザーシステ

やれ X 線だ，やれ顕微鏡だ，あっ，講義だ，学生実験

ムでプラズマ放射源をつくり，所望の波長に変換する

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2013と，数 mJ のエネルギーを取り出せるようになっていもしれない，なんて思ったわけである。

る。しかも，波長 13.5 nm には Mo/Si の多層膜鏡があさて，ちょっと計算してみると分かるのだが，水のるので，点光源の EUV 光をある程度集めることもで

窓軟 X 線光源に適した元素は更に重くなり，放射性元きるようになっている。詳しくは，いろんな解説や文素が増えてくる。その中で，非放射性の元素が 83Bi で献，Web を参照されたい。

ある。手持ちのレーザーで実験してみると 4 nm は強さて，波長 13.5 nm の光源が実用化されていないのく光った。しかしである。予想したスペクトルと違に時期尚早ではあるが，半導体分野では次の短波長化う・・・。そうなのである。計算と比較しようにも重についても動きがあり，光源と多層膜捕集鏡の組み合元素の多価イオンのデータは無いとは言わないが，そわせの点から，6.x nm の波長の可能性がある。未知数の分野に疎い私には，そもそも正確な計算なんてできx が入っているのは，まだ波長が決まっていないからようがない。しかし，せっかちな私は，光源だけでなである。多層膜鏡の反射率は，理論的には 70%近いそく，顕微鏡も用意しようとしている。だからこそ，光うで，実験的にも年々反射率が改善してきている．最源もできれば早く作ってしまいたい。顕微鏡の光学系

近は，50%の反射率を確保できるまでに進展してきてを設計するには光源のスペクトルが分からんといかいる。さぁ，光源はどうする？必要になるか要らないん・・・。ということは光源の，重元素プラズマの，か分からないが，研究してみるのは自由である。そん

多価イオンの，スペクトルってどうなっている？どうなわけで，Sn-13.5 nm の光源方式を踏まえて実験してやったら，小型の光源が早くできる？そんなことを考みると，64Gd や 65Tb の UTA 放射は 6.x nm をそれなりえていた。それが去年の夏から秋である。国内には放に高効率に放射してくれた。さらには，高効率化には，電もレーザーも高温プラズマ施設がある，荷電交換装Sn の知見をそのまま生かすことができることも分か置がある，電子ビームイオントラップ装置がある。使った。

ったことはないけれど，計算したこともないけれど，波長 13.5 nm の光源の効率はよい。波長が半分の 6.x

人脈もあんまりないけれど，協力をお願いするとやっnm もそこそこ良い。更に半分の波長は？ご存じの方てもらえるかもしれない，なんて甘っちょろい考えで，も多い，水の窓と呼ばれる軟 X 線がそこにある。波長教えを，協力を請うと，親切な助言の嵐。なんとかな

は 2.3 nm から 4.4 nm のところに，ごくごく限られたるような気がしてきた。

電磁波スペクトルに，窓がある。この波長域は昔から水の窓軟 X 線顕微鏡，こんなものが，小型でできる研究されてきていて，水の窓軟 X 線顕微鏡に関わったと何がうれしいのだろう。ここから先は，先日，依頼ことある方多数。私はどう見ても後発である。何を言されて書いた作文をまとめたものである。

いたいかというと，重元素で UTA 放射が高効率なら，生物分野では，iPS 細胞による再生医療研究が花盛水の窓軟 X 線光源も，これまでの半導体分野の光源研り。細胞観察は多くの情報を含んでいることから，実究の方法を踏襲してあげれば，つまり，重元素の UTAに様々な顕微鏡が開発されている。しかしながら，生放射を使うことができれば，小型で高効率化できるか物細胞の中を「生きたままで見る」のは困難を極める。

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細胞を生かしたまま，つまり，水分が多い状態で，小国が周辺分野からも参加者を募ることで総数を水増しさな組織をみることができるのは，水を通ることがでするようなことも多々あるが，今回は 80 名以上が海きるごくごく限られた波長域，つまり「窓」を持つ X外からの参加者であり，名実ともに国際会議になって線，これが水の窓 X 線である。小型＝省スペース，高いたことは特筆に値する。19 日の午後から 21 日の夕

効率＝省エネルギーの水の窓 X 線ストロボの開発に注方まで，5 つの全体講演と７つのパラレル・セッショ力している。

ン，および 1 つのポスター・セッションで構成される

分かりやすいように 1 枚のイラストを用意した。左プログラムで，5 + 22×2，合計 49 件の口頭発表と上にあるレーザー光はプラズマを発生するために用い41+38 = 79 件のポスター発表があった。私はこの会議られる。ここからは明るいストロボ X 線が発生する。の中で最も少数派であるイオン・スウォームの研究をこれを細胞に照射して，X 線顕微鏡により写真撮影すしているため，陽電子に関する発表は殆ど聞いておらる。対象とする生物細胞は無限にあるが，今は，マウず，報告できるのはほぼスウォームと電子衝突に限定

スの受精卵や脳器官などを撮影しようとしている。今されることをお許し願いたい。

後の研究開発，さぁてどうなることやら。ぜひご指導
ご鞭撻の程。そして，乱文をお許し下さい。

電子と分子の衝突過程では様々な現象が起こるが，この会議では解離性付着 (Dissociative Attachment,DA) に関する研究が約半数を占めている。口頭発表で7 件，ポスターでは 11 件もがこの DA に関するもので■ 関連会議等 参加報告あった。中性分子に電子が付着すると同時に解離が起□ POSMOL2013

こる現象で，分子イオンに電子が再結合するとともに2015 年春に東京-金沢間が開業予定の北陸新幹線の列車名が「かがやき」，「はくたか」，「つるぎ」に決まったとの発表が 10 月 10 日にあった。東京郊外に住むものとしては，金沢までの所要時間が半分ほどになり，これからの金沢出張が楽になり楽しみにもなった。言うまでもなく金沢は北陸地方の中心都市であり，過度な大都市化を拒むように古い街並みを守っている。この街のシンボルとも言える金沢城址と兼六園にほど近い金沢市文化ホールにおいて，2013 年 7 月 19 日から21 日までの 3 日間に亘って POSMOL 2013 が開催された。
POS は positron，MOL は molecule の頭 3 文字であ り ， International Workshop on Low-Energy
Positron and Positronium Physics と International
Symposium on Electron-Molecule Collisions andSwarms (EMS) という 2 つの国際会議が共同開催され る 場 合 の 略 称 で あ る 。 ど ち ら も ICPEAC(International Conference on Physics of Electronicand Atomic Collisions, 但し，現在の P は Photonic)のサテライト会議として独立に開催されていたが，電子衝突と陽電子衝突には物理的興味や実験手法において共通する部分も多く，実際に電子から陽電子に研究テーマを変更した実験家もいるくらい近しい関係にあった。そのため 2005 年から共同で開催されるようになり，会議自体が隔年のため今回が 5 回目の POSMOLであった。
参加者は全体で 140 名弱，陽電子と電子の内訳は絶妙なバランスでほぼ均等であった。国際会議では開催

解 離 が 起 こ る 解 離 性 再 結 合(DissociativeRecombination, DR) との類似性が感じられるが，実験手法が全く異なるため同時に議論されることは稀である。DR では生成物が中性粒子だけなので，検出するには解離片からの発光を観測するか，イオンを加速することで生成した中性粒子を高速で検出器に衝突させる必要がある。電子との相対速度を制御するには合流ビーム法が用いられるが，通常は加速器が必要で大掛かりな実験となる。しかし，DA では必ず負イオンが生成するため，小さな実験室でも比較的容易に観測が可能である。DR についてはそれを主題にした国際会議が不定期ながら開催されているが，DA についてはそのような会議はなく，実質この EMS が最も集中して議論できる国際会議になっているようである。DA以外では，DNA や生体分子を標的にした散乱実験が相変わらず多く，振動的共鳴や負イオン共鳴を介した電子散乱が散見された。
スウォームも口頭 5 件，ポスター6 件ほど集まったが，1993 年までスウォームだけを主題として 50 名程度のシンポジウムが開催されていたときの熱気は最早欠片もないのが寂しい。プラズマ・プロセスに関係した全体講演を慶応大の真鍋さんにお願いしたが，それ以外に原子分子データ応用フォーラムに直接関係する断面積や輸送係数の報告は非常に少なかった。1995
年に電子分子衝突と共同開催で EMS が始まった理由が，スウォーム研究者の高齢化と減少にあったと思われるので，この流れは避けられない。しかし，研究分野の消滅だけは避けたいと思って努力しているのだが，

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世界的な潮流を変えるのは個人の力では無理である。

・電子衝突過程

28 件

強いニーズがあれば，それに応えられる研究者はまだ・重イオン衝突過程

23 件

居ると思うので，本フォーラムが有効に機能してくれ・

極低温原子・分子衝突過程

9件ることを願っている。

これに加えて，2013 年 IUPAP 若手科学者賞の受賞記

私は国内組織委員として会議の運営も担当したので，念講演が 1 件：ゲーテ大学（ドイツ）の Till Jahnke

裏話も紹介しておこう。今回の POSMOL は「サテラ氏が，Interatomic Coulombic Decay に関する実験的イト会議を全て中国国内で開催する」という ICPEAC研究成果を高く評価され受賞された。の方針と折り合わなかったため，ICPEAC のサテライ

ポスター発表は 5 回のセッションに分けて行われ，トから初めて外れた。関係する分野の研究者が中国に毎回 100 件を超える発表があった。会議で特に注目しは殆どいないため，POSMOL としては日本開催が妥たのは，核融合エネルギー研究のためのタングステン当だと判断した結果である。なお，会場を金沢に定め

多価イオン原子過程の新しいデータが各研究機関で精たのは，小松空港と上海空港の間に定期便が運行され力的に生産されていることであった。ドイツの研究グていることと，石川県と金沢市には国際会議に対するループは，重イオン蓄積リングと電子クーラーリング助成 金制度があ るためであった 。元々資金 的にはを用いて，電子衝突電離断面積と再結合断面積を，20ICPEAC との繋がりはなかったので開催に支障はな

価程度までの多価イオンについて meV 以下の低エネかったが，喧嘩別れしたような感があり少し後味が悪ルギーから 1keV 程度までの衝突エネルギーで測定し，い。しかし，会議自体は成功を納め，参加者の評判もその結果を公表した。特筆すべきは，再結合断面積は良かった。次回は 2015 年夏にポルトガルのリスボン

従来の理論予測を数桁も上回る値であり，不純物イオで開催される。2 年間は短いがまた新しい成果を持っンの分光スペクトルや輸送モデルで用いられる原子過て参加したい。

程データの見直しが必要である。その他にも，タング最後に，この場を借りて，chair として殆ど全てのステンに関する各種原子過程や表面との相互作用の研準備作業を請け負って下さった長嶋泰之さん (東京理究成果が多数報告されていた。特に関係のあるポスタ科大) と co-chair として秘書的業務を担当して下さっー発表のタイトルを以下に挙げる。

た星野正光さん (上智大) に残りの組織委員および参・ Recombination of open-4f-shell W18+ ions withfree electrons

加者を代表して感謝の意を表したい。
田沼肇（首都大・理工）・ Interaction of low energy carbon ions withtungsten surface
・ Fundamental□ ICPEAC 2013
中国蘭州市内のホテルで開催（2013 年 7 月 24～30日）された第 28 回 International Conference on
Photonic,ElectronicandAtomicCollisions(ICPEAC)に出席した。本国際会議はこの分野では最も規模の大きなもの。中国開催は今回が初めてで，中国科学アカデミーの近代物理研究所が主催した。なお，会場のホテルは同研究所に隣接しており，会期中にロシアの技術協力によって同研究所地下に建設された中国最大規模の重イオン蓄積リングを見学した。
本会議の参加者総数は約 450 名であった。核融合研からの参加は 2 名（加藤、坂上）だが，電通大，首都大学東京，上智大学，西北師範大学などから共同研究者が多数参加した。会議のサイエンスセッションは 5日間。口頭発表は 95 件（内訳は基調講演 5 件，プログレスレポート 58 件，特別レポート 32 件）で，分野の内訳は以下の通り。プログレスレポートと特別レポートは，パラレルセッションで行われた。
・光子衝突過35 件

AtomicProcessinSource

Development for Beyond EUV Litho-graphyand “Water Window” imaging
・ Theoretical study of W25+ spectra・ Spectroscopy of highly charged tungsten ionswith a compact electron beam ion trap
・ 4f and 5p inner-shell excitations of W-W3+ ions・ Interplay

betweenelastic

scattering

andpositron

reemissionfromW(100)

lowat

positrons energies
・ Polarization of the strongest nf→3d (n = 4, 5, 6)
radiative lines emitted fromtungsten ionsfollowing EIE and DR processes
・ Dielectronic recombination of the 4p and 4d
open sub-shell tungsten ions・ Electron excitation of L-shell electrons fromNe-like and F-like tungsten ions・ Single and multiple photoionization of Wq+
tungsten ions in charge

states q=1,2,..,5:

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experiment and theory

タベースの構築とその活用が最大の課題になっていま・ Electron-impact ionization of multiply charged
tungsten ions

村上さんの講演タイトルは「核融合研における原子分・ Effects of alkali metal coating on the emissionof positronium neutral atoms andpositronium

negative ions from tungsten surfaces
・ Electronす。

emissionfromtungsten

子数値データベース活動と，世界における原子分子数値データベースの最近の動向」で，これまでにもフォーラムセミナーでご紹介頂いている様々なデータベー

surfaceinduced by neon ions

スや VAMDC の紹介の他に，我々フォーラムの活動についてもご紹介頂きました。田沼さんの講演タイトルは・ MCDF calculation and analysis of M1 lines「meV から keV の衝突エネルギー領域における電from tungsten ions in LHD and EBIT plasma

子・原子・分子衝突素過程の実験的研究」で，ご専門

これらのいくつかは招待講演でも取り上げられ，参加の分野に関わる計測の立場からお話して頂きました。

者の興味を引いていた。ORNL の Fred Meyer 氏の招お二人の講演内容は，現状のデータベースやそのデー

待講演では，タングステンへのヘリウム照射で生じるタを準備するための技術の紹介で，シンポジウムの趣微細構造（ナノバブル，Fuzz とよばれる）について発旨にもフォーラムの目的にもマッチしています。この表があり，原子物理の専門家の注意を引いた。なお，

他，真壁先生からは，「原子・分子データベースのプラ本国際会議の招待講演，および発表されたポスターのズマシミュレーションにおける活用」というタイトル

ア ブ ス ト ラ ク ト は ， IOP の Journal of Physics:で分かり易い基調講演を，康氏からは「プロセスプラConference Series（オープンアクセスのオンラインジ

ズマの反応モデル構築」というタイトルで CF 系を中心

ャーナル）に掲載される。また，7 月 25 日に本国際会としたデータベース構築例をご紹介頂きました。シン

議の General Committee 会合で委員改選が行われ，ポジウム参加者のアンケート結果では，今後のテーマ著者が本委員会に参加することとなった。次回は 2015の候補としてプラズマを含む反応速度論も含まれてお年 7 月 22～28 日にスペインの古都，トレドで開催のり，今後の活動に繋がるステップの一つという意味で予定。

も有意義なシンポジウムになったと感じています。
加藤太治（核融合科学研究所）

池田 圭（アテナシス）□ シンポジウム：データベースの構築と活用
平成 25 年 9 月 10 日，東京大学の山上会館において，化学工学会の反応工学部会：CVD 反応分科会が主催す■ 2012 年度 原子分子データ応用フォーラムセミナーるシンポジウムが開催されました。共催に CVD 研究会，協賛に応用物理学会プラズマエレクトロニクスおよび

2012 年 12 月 11 日～13 日，標記研究会を下記の要

原子分子データ応用フォーラムという形で，我々のフ領で開催した。プラズマ分光研究分野や原子分子物理，ォーラムからは，理事長の村上さん（核融合研究所）プラズマ応用分野などから多数の参加があり，お互いと田沼さん（首都大学東京）にご講演を頂きました。に情報交換と討論が活発に行われた。

このシンポジウムでは，プラズマ以外に超臨界に詳しい先生方にもご講演を頂きましたが，プラズマ関係で

場所：核融合科学研究所

はフォーラムのお二人の他に，慶応技術大学の真壁先セミナープログラム

生と東京エレクトロンの康氏からも講演して頂き，参12 月 11 日（火）加者総数も 65 名に達しました。この分科会では，元々【タングステンプラズマの原子過程（１）】は半導体製造プロセスで重要な役割を担う熱 CVD を中

13:30「タングステンイオンの EUV スペクトルのため心とした成膜技術に関連するテーマを数多く扱ってきの衝突輻射モデルの評価」村上（核融合研）

ましたが，シンポジウムに参加される方の中にはプラ

14:00「LHD でのタングステン多価イオン M１遷移のズマ CVD 等の応用技術であるプロセスプラズマに興味観測と電離／再結合係数データ評価」加藤（核融合研)を持つ方も少なくありません。汎用ソフトウェアを用

14:30「原子構造計算プログラム FAC による多価タン

いたプラズマシミュレーションが普及しつつある昨今，グステンイオンのスペクトル解析」仲野（原子力機構）

シミュレーションを活用する研究者にとっては，デー

15:20「タングステンイオンの電荷変換衝突断面積測定」
今井（京大）

研究１期棟４階会議室

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15:50「Charge-changing collisions of tungsten and大橋（電通大）

its ions with neutral atoms」I. Yu. Tolstikhina（ロシア・レベデフ研）

12 月 13 日（木）17:30

【次世代 EUV 光源（２）】懇親会

9:00「GRASP+RATIP を用いた多価イオンについての12 月 12 日（水）最近の計算について」小池（北里大）【タングステンプラズマの原子過程（２）】9:30「LHD における希土類元素多価イオンの EUV ス9:00「タングステン多価イオンと水素原子衝突におけペクトル観測とレーザー生成プラズマとの比較」鈴木

る電荷交換反応断面積の絶対値測定」副島（新潟大）（核融合研）

9:30「可視光計測によるタングステンスパッタリング

10:00「高原子番号物質プラズマによる UTA EUV 光過程の研究」酒井（東邦大）

源」東口（宇都宮大）

10:00「多価タングステンの電荷交換分光および電荷移

10:30「金属ドロップレットのダイナミクス」 砂原（レ行断面積測定」田沼（首都大東京）

ーザー総研）

10:30「CoBIT を用いたタングステン多価イオンの11:00「レーザー生成 EUV ドロップレットのプレパル

EUV 分光」坂上（核融合研）

スレーザーによる 膨張ダイナミックスの MD シミュレーション」西原（阪大）【酸素分子が関係する原子分子過程とその応用】
11:20「電子衝撃による原子分子過程とスケーリング則」

11:30 総合討論

星野（上智大）12:00 原子分子データ応用フォーラム臨時総会

13:00「『プラズマシミュレーションに用いられるレート係数の推算方法の調査』分科会について」池田（アテナシス）
13:20「大気圧放電に接する液中に生成される活性酸素・活性窒素」浜口（阪大）
14:10「重粒子線による DNA 損傷に関わる原子分子物
理、プラズマ物理」森林（原子力機構）
14:40「大気圧超高純度 O2 中における負イオン移動度測定」奥山（千葉工大）
15:10「電子衝突による分子ガスからの中性ラジカル生成断面積測定」豊田（名大）【次世代 EUV 光源（１）】
16:00「光源の原子輻射過程の研究課題について」佐々木（原子力機構）
16:20「リソグラフィ用 EUV 光源開発の最新状況」溝口（ギガフォトン）16:50「EUV アブレーションプラズマの分光観測」西村（阪大）
17:20「プラズマ光源関連イオンの EBIT による分光」
平成 25 年 10 月 30 日
編者 田沼 肇

発行者

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加藤太治

特定非営利活動法人

原子分子データ応用フォーラム〒509-5292 岐阜県土岐市下石町 322 番地 6
URL: http://www.am-data-forum.com/
E-mail: staff@am-data-forum.com