卒業論文

イオントラップ法による極微量分析装置の開発

平成 13 年 2 月
高知工科大学知能機械システム工学科
木村・戸名グループ

森下祥代(共同研究者：高市 智章)

目次
1章

緒言

2章

Paul Trap の原理

3 章

4章

… … … … … … … … … … … … .… … … … … … … … … … … . …12−1

Paul Trapの理論 ………………….……………….……..32−2

Paul Trap内でのイオンの運動

Paul Trap を 用 い た 質 量 分 析……….………………...5…………… . ……..…..………….83−1

Paul Trap 装置及び原理………...……….………………..83−2

TOF(Time of Flight：飛行時間)法………………...….10(ⅰ)

TOF 法の原理(ⅱ)

TOF 装置及びパルスシーケンス ………..…………12………………..………………………10実験装置の開発及び性能テスト
4−1… … … … … … … … … . ……..13

閉じ込め用 RF AMP(高周波増幅器) ………….……..13(ⅰ)

原理及び製作方法……………….…………………….13(ⅱ)

性能テスト結果………..……….…….….…………….23

4−2パルサー(ⅰ)

測定結果

6章

総括

参考資料

……………………………...…………..…….24

原理及び製作方法

5章

謝辞… … … … … … … … . … … ….……………… . …3…….………………..……………...24… … … … … … … … … … … … … … … …. …………..….29… … … … … … … … … … … … … … … … … … … . … …... ……31

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …..……. ………32… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..……. ………45

参考文献… … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … …..…46

1章

緒言

イオントラップとは、真空中に電磁場からなるポテンシャルの作用によって、イオンを三次元的に閉じ込めて保持する技術や装置の総称である。 1),2),3)
イオンを電極に囲まれた空間に閉じ込める(ポテンシャルを形成する)方法には、ポールトラップ( Paul trap)、ペニングトラップ( Penning trap)、キングドントラップ（ Kingdon trap）などがある。3)
それらのイオントラップ法の研究は、1923 年のキングドン(K.H.Kingdon)によって始まっている。キングドントラップは、円筒電極とその中心に金属芯線を張り両電極間に静電圧を印加すると、イオンが芯線の周りにキングドン軌道を描いて運動するというものである。また最近では、ポールトラップと呼ばれる 1953 年にポール(V.W.Paul)により考案された、三次元的回転双曲面電極に高周波電場を印加させてイオンや電子の閉じ込める方法も使われている。これにより、高分解能分光などの研究が可能となり、この業績により、ポールはデーメルト(H.G.Dehmelt)と共に 1989 年にノーベル物理学賞を受けている。他にも、ペニングトラップと呼ばれる、1936 年にペニング (F.M.Penning)が用いた、電極に静電圧と静磁場を印加し、閉じ込めを行う方法も有用されている。これら、イオントラップに閉じ込められたイオンは原理的には永久に蓄積される。
イオントラップの特徴としては、・長時間イオンを蓄積出来るため、微量のサ ンプルで良い。
・反応時間の長い現象を壁からの影響を排除して観測出来る。
・蒸気圧が極めて小さい物質でも、電子ビームでガス化することによって蓄積できる。
・超精密分光の研究が可能である。などが挙げられる。
これらイオントラップの特徴を利用し、最近次のような研究が行われている。
トラップ内でイオンは最初、数 e V(数万 K)のエネルギーを持っていても、レーザー冷却法を用いることにより 1K 以下のイオン温度に下げる事が可能となっている。レーザー冷却はイオンの運動によるドップラー効果を利用しており、イオンの吸収スペクトルをドップラー効果の広がりのない状態で測定出来る。
この結果、高分解能分光などの研究が可能となり、精度の高い周波数標準器を作る試み 5)もなされている他、ウィグナー結晶の形成や強結合プラズマにおける協同現象などに応用出来るのではないかと期待されている。
また、イオントラップは質量分析器としても有効利用されており、反陽子の質量 6)、不安定原子核の質量の測定 7),8)などの他に電子の磁気双極子モーメントの測定 9)にも用いられている他、極めて遅い化学反応の時間変化の観測にも用いられている。
ポールトラップ法を用い未知の物質の質量分析を行うことが最終的な目標であるが、本実験では、 TOF(Time of Flight:飛行時間)法を用いた質量分析を行うことを目指して、交流電場を用いる Paul trap 装置の開発・性能テストを行うことにした。また、サンプルガスとして Ar ガスを用いて質量分析を行った。

2 章
2−1

Paul Trap の原理
Paul Trap の理論

ポールトラップは、前に述べたとおり、ポール(V.W.Paul)により考案された、三次元的回転双曲面電極に高周波電場を印加させてイオンや電子を閉じ込める方法である。図 2−1 にイオントラップ電極を示す。

図 2−1 イオントラップ電極

図 2−1 のようにイオントラップ装置は、エンドキャップと呼ばれる一対の上下電極とリングと呼ばれる中央電極からなっている。これらの電極は z 軸に対して回転対称となっている。また、リングの内側の半径r0 と上下の エンドキャップ間の距離 2z 0 には、 r02 = 2z 02 の関係が成り立っている。イオンはこれら３つの電極に囲まれた空間に閉じ込められる。
ポテンシャルを形成するためには、リング電極とエンドキャップ電極に、Vの静電圧と高周波電圧を重畳させて印加させる方法を用いている。イオンは RFの高周波電圧の周波数により、振幅変調をされながらそれより遅い周波数の調和振動を行う。また閉じ込めのポテンシャルエネルギーは普通、数 e V から数十 e V の深さがある。

図 2−2 にトラップ内のポテンシャルの様子を示す。

図 2−2 トラップ内のポテンシャル

これはリング電極、エンドキャップ電極にそれぞれ+ Vdc 、−Vdc を印加した場合のものである。トラップの各電極に交流電圧を印加すれば、ポテンシャルは時間的に変化する。

2−1Paul Trap 内のイオンの運動

ポールトラップ中でのイオンの運動については、Dehmelt によって詳しく示されている。一対のエンドキャップ同士を等しい電位に保ち、リングとの電位差を Φ 0 とすると、前述のように、リング電極の内径の最小半径 r0 、エンドキャップ間の最小距離 2z 0 の間には次の関係がある。
(2.1)

r02 = 2z 02 ．

トラップ電極のうち、リング電極に直流電圧 + V dc を、2 枚のエンドキャップ電極には直流電圧 − Vdc を印加した場合、トラップ空間内でのポテンシャルは次のように与えられる。
Φ(r , 0) =Vdc 2(r − 2 z 2 ) ．
2r0（2.2）r

このポテンシャルによる電場ベクトル( E )の分布を、図 2−2 に示す。

図 2−3r
E = − grard (Φ ) の図r( E は電場ベクトル)このポテンシャルの中に正の電荷を持つイオンがある場合、r 方向には安定して閉じ込められるが、z 軸方向には逆にトラップ外に逃がすような力が働き、不安定である。そこでリング電極とトラップ電極の間に角振動数 Ω 、振幅V ac の交流電圧と直流電圧V dc を印加する。この場合 (2.21)式で直流電圧 V dc を交流電圧 Vdc + Vac cos Ωt と置きかえる。するとトラップ内のポテンシャルは次式のように表される。
V ac cos (Ω t ) + V dc

Φ (r , z ) =20r(r − 2 z ) ．
22（2.3）

このトラップ内での電荷 e 、質量 m のイオンがただ 1 個存在するときのイオンの運動方程式は、 r 、 z 方向について次のようになる。
V (Ωt ) + V ed 2r− 2 ac 2 dc z = 0 ，2dtr0md 2 r V ac (Ω t ) + Vdc e+r =0．
dt 2r02m(2.4)

ここで τ 、a 、q を(2.5)式のように定義する。これらのパラメータを使って(2.4)
式の変数変換を行うと (2.6)式のようになる。
τ =Ωt，
2a z = − 2ar = −q z = −2q r =8eV dc
mr02 Ω 2，4．
mr02 Ω 2d 2u i+ (a i − 2 q i cos 2τ )u i = 0dτ(2.5)(i = r , z ) ．

(2.6)(2.6)式は、Mathiew 方程式と呼ばれており、 Mathiew によって詳しく解析されている。図 2−4 にパラメータ a を縦軸、 q を横軸とした安定領域のダイアグラムを示す。つまり、パラメータ a 、q が斜線部の安定領域に存在すれば安定解を持ち、イオンは安定してトラップされることになる。

図 2−4 安定領域

3 章
3−1

Paul Trap を 用 い た 質 量 分 析Paul Trap 装置の原理及び実験方法

本実験で用いた Paul trap 装置の略図を図 3−1 に示す。

図 3−1 イオントラップ装置の略図

まず、イオントラップを設置した真空 chamber 内にサンプルとして少量の希ガスを充填する。電流を流すことにより熱せられたフィラメントから熱電子が発生する。電子は加速され電子ビームとなり、トラップ内のガス原子に当たり、原子内の電子を弾き飛ばす。電子を失った原子はイオン化する。イオン化されたイオンは RF 電場によってトラップされる。
次に下側のトラップ電極にパルサーによって、引き込み電圧−50V を印加す

ると、クーロン力により、イオンはトラップから引き出される。このイオンは−2.8KV の直流電圧を印加したセラトロンによって検出される。イオンがセラトロンに当たると 2 次電子を放出し、2 次電子はセラトロンの中を増幅されながら進む。最終的に図の抵抗を 2 次電子が通過することにより電圧が変化し、その電圧変化をデジタルオシロスコープにより観測し、データをコンピューターに取りこむ。
引き出しパルスを加えたときからオシロスコープにイオンのシグナルが現れるまでのイオンの飛行時間とその距離により、分子の質量を求め、分子種を決定する。
図 3−2 に本実験で使用したイオントラップ装置とその内部写真を載せる。

図 3−2 イオントラップ装置の写真(左：高真空にできる chamber 右：chamber 内のイオントラップ装置)

右の写真は、ロータリーポンプとターボポンプを用いて高真空にする事が可能な、イオントラップ装置が入っている chamber である。右の写真が、そのchamber 内に入っているイオントラップ装置である。

3− 2TOF(Time of Flight：飛行時間)法(ⅰ)

TOF 法の原理

本実験では、質量分析法として TOF 法を用いる。図 3−3 に TOF 法を用いた質量分析計の原理を示す。間隔 2 d の平行平板電極 A、B の中心に質量 m のイオンがあり、 A に＋ V 、B に− V の電位を加えることにより、このイオンを加速する。

図 3−3 TOF の原理図

イオンは一定の加速電圧V で加速されると、トラップ内の電場 E は
E=Vd(3.1)と表される。イオンに加わる力 F は
F = eE ．

(3.2)

一方加速度を a とすると、ニュートンの運動方程式より
F = ma ．

(3.3)

a=dv．
dt(3.4)

よってイオンの速度 v はv=Ft．
m(3.5)

電極内でトラップされていたイオンは、引き込み電圧によって加速されるので引きこみ電圧を加えている場所 (電極 B)までのイオンの飛行時間 t1 は
m
t1 = 2 d  F(3.6)となり、これを(3.5)式に代入するとイオンの速度 v1 は次のように表される。
v1 =Fm
2d  mF

= 2dF．
m(3.7)

また、トラップを逃れてからセラトロンに到達するまでは等速運動を行っているので、その間の飛行時間をt 2 とすると
t2 =LL m．
=v12 DF(3.8)

よって飛行時間T は
T = t1 + t 2= 2dm L m+F2dF

 2dL = m +2dF  F(3.9)となり、飛行時間 T はイオンの質量によって異なり、質量m の平方根に比例す∝ mる。また、図 3−3 内で異なった電場がかかっていたとしても、これは言える。
このように、質量の小さいイオンから順次検出器に到着することになる。
このように、イオンの飛行時間を求めることにより質量が決定できるので、TOF(Time of Flight:飛行時間)法と呼ばれている。

(ⅱ)

TOF 装置のパルスシーケンス

次に実際に本実験に使用したイオントラップ装置の略図とパルスシーケンスを図 3−4 に示す。

図 3−4 パルスシーケンス

交流電場を形成するために、閉じ込め用の RF(1 MHz)を図のリング電極部分に印加している。照射していた電子ビームを切った瞬間から、パルサーの引き込み電圧を加えるまでの時間を｢貯め込み時間｣と言うが、図のエンドキャップ電極に引き込み電圧(−50V)を加えると、イオンがトラップから逃れ、イオン検出器であるセラトロンに引き寄せられる。
引き込み電圧がかかった瞬間からイオン検出器であるセラトロンにイオンが到達するまでの時間、つまりオシロスコープに電圧変化が現れるまでの時間を飛行時間と呼び、飛行時間はイオンの質量の平方根に比例することを用いて、分子種を決定する。
TOF 法を用いた質量分析は、高質量の質量分析に適し、非常に高感度であるという利点を持っているが、イオン生成のためのパルス幅やイオンの空間的広がり、生成時のイオンのエネルギー幅などの要因によって分解能は低い。

4 章

4−1(ⅰ)

実験装置の開発及び性能テスト
閉じ込め用 RF アンプ(高周波増幅器)
原理及び製作方法

本実験では、イオンを安定に閉じ込めるために数百 V の電圧が必要なので、RF アンプを製作した。
図 4−1 に製作した RF アンプの回路図を示す。また、RF アンプ内で使う OPアンプ用安定化直流電源(±15Ｖ)も製作した。その電源回路を図 4−2 に示す。
また、電源回路で用いる IC(MC7815、MC7915：MOTOROLA)の仕様書とその特性は、資料 1、2 に掲載する。

図 4−1 RF アンプの回路

図 4−2 ±15V 安定化直流電源

イオンを安定して閉じ込めるためには、周波数・電圧ともに高精度で安定していなければならない。この回路は、ハイパス(広域通過 )フィルタによってオシレータからの信号の高周波成分だけを通過させ、OP アンプとトランジスタによって電圧を増幅させる回路になっている。
次に、この RF アンプの回路について詳しく説明する。
ハイパスフィルタ
ハイパスフィルタでは、ある周波数以下の信号を除去し、高周波成分が通過する仕組みになっている。オシレータからの信号が、CR 回路を通ることによって、低周波成分を失った信号となる。図 4−3 にハイパスフィルタと OP アンプ回路を示す。

図 4−3 ハイパスフィルタと OP アンプ

図の式ようにカットオフ周波数 fc より高い周波数が通過し、それより低い周波数が除去される。

また、ハイパスフィルタは図 4−4 に示されるような RC 直列回路なので、 C•••

両端の電圧を VC 、 R1 両端の電圧を V R 、電源電圧 V とすると
••

•

(4.1)

V = VC + V R ．となり、ベクトルは図 4−4 の右図となる。
V = VC2 + VR2
 I = (R1 I ) +  ωC 

2221 = R +  ⋅I
 ωC 
21= Z ⋅I．
ただし、インピーダンス Z は、

(4.2)

2

 1  ．
Z = R +
 ωC 
2
1以上より、回路に流れる電流は、次式のようになる。
V．
I=2
 1 
R12 + 
 2πf C (4.3)

である。

上で述べた f は次のように与えられる。

(4.4)

図 4−4 RC 直列回路とそのベクトル図今回用いた、ハイパスフィルタでの周波数と電流の関係(4−4)式を用いて計算した結果を図 4−6 に示す。ここでは、 R1 = 1 KΩ、 C = 2200 pF とした。

図 4−6 ハイパスフィルターでの周波数と電流の関係

O P アンプ
本装置の開発に用いた OP アンプ(演算増幅器)(LH0032：MSK)の仕様書と特性は、資料 1 に掲載する。
OP アンプは電圧を増幅するための素子であり、また特別の性質を備えた増幅器である。OP アンプは、入力の電圧信号を増幅して、大きな振幅の出力信号にするが、本実験では、負帰還増幅(negative feedback amplifier)になっている。
電圧の増幅率は、図 4−7 の R1 (＝入力抵抗)と R2 (フィードバック抵抗)の抵抗の比率によって決まり、 R2 / R1 = 10 より、10 倍になる。

図 4−7 負帰還増幅(negative feedback amplifier)

パワートランジスタ
本装置の開発で用いたパワートランジスタ(2SC3421：TOSHIBA)の仕様書及びその特性は、資料 4 に掲載する。
トランジスタは、半導体を npn 接合させた素子で、｢電流―電流増幅素子｣である。つまり、電流操作を行うことで、電圧増幅させる。トランジスタは、図4−8 のようにコレクタ、ベース、エミッタと呼ばれる 3 本の端子を持ち、ベース−エミッタ間に少量の電流が流れると、コレクタ−エミッタ間に大量の電流(I C or I B ) が流れる仕組みになっている。つまり、IC を I B で制御している。

図 4−8 パワートランジスタ

バイアス回路図 4−9 バイアス回路

ここで用いたトランジスタ 2SC3421 のベース電圧は常に正でなければならない。図 4− 9 のようなバイアス回路を用いて OP アンプの出力を常に正の電圧にした。

またその他、図 4−1 の回路で使用した部品の詳細を次に示す。
①2 2 0 0 μF：この回路はハイパスフィルタ(広域通過フィルタ)の回路となっており、その一部として用いられているものである。直流成分を切るためにも用いる。
②1 0 ｐF ：デカップリング(再結合)コンデンサー

負荷急変、電圧変動を防ぐため。
③0 . 1 μF ：高周波ノイズを除去するパスコン(デカップリング用)

OP アンプが高速で動作しているとき、遠くの電源からでは電圧供給が間に合わないので、近くのコンデンサーから電圧を供給する。
④4 . 7 μF ：低周波ノイズ吸収用、電源回路の平滑用。

⑤2 7 0 Ω：RＦアンプ−トランジスタ間の電位差があるため、直結したらどちらかが壊れてしまう。そのため、OP アンプから出た電圧を吸収するためにこれをつけると、電圧が増幅しても電流が増幅するだけである。
⑥1 0 Ω ：コイルの内部抵抗が小さいため。もしこの抵抗が無ければ、トラン

ジスタの Ic が大きくなりすぎ、トランスの加熱につながる。
⑦2 Ω ：電流をネガティブフィードバックさせるため。

⑧IC:7815,2200 μF ：ファン用にノイズが多いので(別電源に )7815、2200μFをつけて、ノイズ源を遠ざけるため。
⑨

電 動 フ ァ ン ： トランジスタを冷やすため⑩

コ イ ル ：トランスで、電圧を 1 次側と 2 次側のコイルの巻き数の比で増幅させる。(パルス電圧はコイルの巻き数に比例する。)
出力回路にＬＣ共振回路を用いるのは、入力信号波形の一部のみしか増幅しないために波形ひずみが著しいから。
⑪

電 圧 可 変 電 源 ：リング電極にバイアスをかけるため。

図 4−10 に製作した RF アンプ用シャーシの製作図、図 4−11 に写真を載せる。

(前面)

(後面)
図 4−10 製作した RF アンプ用シャーシ

前面後面

正面
図 4−11 製作した RF アンプの写真

(ⅱ)

性能テスト結果

図 4−12 に製作した RF アンプ装置の性能テスト結果を示す。
このグラフは周波数特性を示している。入力電圧 0.6V に対し、出力電圧 240V
なので、電圧の増幅度である電圧利得GV は次式で表され、GV = 20 logeo[dB] = 52dB ．
ei

(4.1)
(eI：入力電圧e0：出力電圧)となっている。増幅器の増幅度は周波数によって変化するが、これは本実験でVoltage Amplification [dB]必要な周波数帯域(500kHz〜1MHz)をカバーしている。

5045400.51Frequency [MHz]周 波 数 帯 域 ：500 kHz〜 1 MHz
入 力 電 圧 ：0.6 V 最 大 出 力 電 圧 ：240 V 倍 率 ：52 dB
図 4−12 RF アンプの性能

4− 2パルサー(ⅰ)原理及び製作方法
貯めこみ時間によるイオン数の変化を調べるためにパルスの幅を 0.5 s−20 sまで変化させることができるパルサーを製作した。その回路図を図 4−13 に示す。また、図 4−14 はパルサーに用いる＋5V 直流電流回路である。
図 4−13 のデジタル IC は、2 回路の単安定マルチバイブレーターである。このデジタル IC(TC74HC221AP：TOSHIBA)の仕様書と特性を資料 5 に掲載する。
オシレータからの出力波形と同期した信号を INPUT から入れ、OUTPUT からの信号は高電圧パルスジェネレーター(HEWLETT PACKRD 8114A)のトリガーパルスとなる。また、パルスの長さは図の可変抵抗 200kΩによって、0.5 s−20 s までパルスの幅を変えることが出来る。

図 4−13 パルサーの回路図

図 4−14 ＋5V 安定化直流電源

単安定マルチバイブレーターは、CR の時定数を変えることによってパルス幅を設定することが出来る。パルス幅 T は普通、
T = CR log 2 ≅ 0 .69 CR ．

(4.2)

で表されるが、このデジタル IC は時定数が 1ms 以上のときの出力パルス幅はほぼ、次式で表される。
T ≅ 1.0CR ．

(4.3)

これを用いて、図 4−15 にパルスシーケンスを示す。図中の 2，13，9，5 の数字は、マルチバイブレータ IC のピン番号に対応する。

図 4−15 パルサーのパルスシーケンス

図 4−16 に製作したパルサー用シャーシの製作図、図 4−17 にその写真を示す。

(前面)

(後面)
図 4−16 製作したパルサー用シャーシ

前面

後面

正面
図 4−17 製作したパルサーの写真

5 章

測定結果

Ar をサンプルガスとして予備実験を行った結果、得られた質量スペクトルを
図 5−1 に示す。
この結果は、真空度 2.7×10 – 5Pa のチャンバー内に、Ar ガスを導入し、真空度 5.3×10 – 4 Pa のときに取得したデータで、50 回分のシグナルを平均したものである。この質量スペクトルには 3 本のピークが現れている。中央の大きなシグナルが Ar に対応するものであり、飛行時間と質量の関係から、残りのシグナルが残留ガスである N2、O2 であることが考えられ、計算とも一致する。

Intensity ( arb．unit )図 5−1 TOF 法によって得られた質量スペクトル

N2+ →
↑
O2+

真 空 度 ：5.3× 10-4 Pa← Ar+

引 き 込 み 電 圧 ：50 V
RF振 幅 ：150 V
RF周 波 数 ：1 MHz← RF←引き込みパルス

024Time [µs]68Signal voltage [µV]

次に貯め込み時間とシグナルの強さの関係を図 5−2 に示す。

10008006004000.0010.010.1
1
Storage time [s]10真 空 度 ：5.3 × 10 -4 Pa

図 5−2 貯めこみ時間とシグナルの関係

これは、Ar ガスをサンプルガスとて導入し、50 回分の平均操作を行って得たものである。
今回は、電子ビームを照射し続けて測定を行った。引き込みパルスをかけ終った瞬間を 0 s とし、次の引き込みパルスをかけ始めるまでの時間を貯め込み時間とした。貯め込み時間が 10 ms ぐらいまではトラップ内のイオン数が増加しているが、10ms 以降は飽和していることが分かる。このグラフによって、10 ms までの間はイオンはトラップされていると言える。ただし、理想的にはイオンはトラップ内に半永久的に閉じ込めることが出来るが、この結果より、トラップ内でイオンがトラップされている時間が、期待していたよりもかなり短いことが分かった。

6 章

総括

本実験では、次のようなことを行った。
・RF アンプとパルサーを製作・製作した装置の性能テスト
・Ar をサンプルガスとしてポールトラップ内に蓄積及び TOF 法による蓄積したイオンの質量分析(予備実験 )RF アンプとパルサーを製作し、性能テストを行った結果、 RF アンプ・パルサー共に十分な性能を持っていることが分かった。予備実験では Ar＋イオンの他、残留ガスとしての N2＋や O2 ＋イオンの観測もされた。
今後の課題としては次のようなことが挙げられる。
・貯め込み効率の向上
・未知の物質の質量分析
・クラスターイオンの研究に適用
このように、イオンを 蓄積してから質量分析を行えば、高感度の分析が可能であることを示すためにも、貯め込み効率の向上をはかることが課題である。また、イオントラップが高分解能である性質をいかして、これらの手法を用いててクラスターイオンの研究に適用することを計画している。クラスターとは、原子や分子が集まってできる粒子のことで、電荷を帯びたものを特にクラスターイオンと言う。例えば Ag などを例に挙げると、Ag に強いパルスレーザー光を照射させると、Ag クラスターイオンが放出されるが、原子数の違う Ag クラスターイオンをイオントラップによって質量分析を行うと、質量スペクトルがクラスターサイズによって単純に変化しないことが知られている。これらのクラスターイオンについては、これまであまり詳しく解析されておらず、各分野での応用が期待されている。クラスターについて調べることも今後の研究目標としていきたい。

参考資料
資料 1

IC(MC7815：MOTOROLA)の仕様書とその特性

資料２IC(MC7915：MOTOROLA)の仕様書とその特性

資料 3OP アンプ(LH0032：MSK)の仕様書とその特性

資料 4

トランジスタ(2SC3421：TOSHIBA)

資料 5

デジタル IC(TC74HC221AP)の仕様書及び特性

謝辞
本実験を進めるにあたって、終始懇篤な御指導を賜った木村正廣先生(高知工科大学知能機械システム工学科教授)と戸名正英先生(高知工科大学知能機械システム工学科実験講師 )に心から感謝いたします。また、共同実験者である高市智明氏をはじめ研究室の皆様にも深く感謝しております。本実験中には、皆様の多くの御指導と技術的援助を賜り厚く御礼申し上げます。

参考文献
1) H.G.Dehmelt：Advances in Atomic and Molecular Physics,
3 (1967) , 53.; Advances in Atomic and Molecular Physics, 5 (1969), 109.
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W.Poul and H.Steinwedel：Z.Naturforschg, 8 a (1953), 448.

5) 依田潤：応用物理, 5 8 (1989), 1445.
6) G.Gabrieles et al.：Phys.Rev.Lett., 6 3 (1989), 1360.
7) H.Stolzenberg,H.Kluge et al.：Phys.Rev.Lett., 6 5 (1990), 3104.
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9) R.S.Van Dyck,Jr., P. B.Schwinberg,and H.G.Dehmelt,
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10)

W.Poul：Electromagnetic Traps for Charged
and Neutral Particles, Nobel Lecture(1989).

11)

H.G.Dehmelt：Experiments with an Isolated Subatomic
Particle at Rest, Nobel Lecture(1989).

12)

豊田岐聡：イオントラップを用いた光分離反応の研究,
大阪大学卒業論文(1994).

13)

小林秀幸・酒見泰寛・柴田利明：学生実験で用いるイオントラップの製作,物理教育, 弟 44 巻 弟 4 号 (1996),385−388.

14)

田島進：物質の質量から何がわかるか, (裳華房, 1991).

15)河口広司：プラズマイオン源質量分析, (学会出版センター, 1994).

16)

Chapman J.R・土屋正彦：有機質量分析法, (丸善 , 1995).

17) 見城尚志・高橋久・加藤肇：図解・わかるオペアンプ回路,(総合電子, 1997).
18) 岩本洋：電子回路計算法の完全研究, (オーム社, 1996).