氣室的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在內(nèi)壁具有涂層的氣室。
【背景技術(shù)】
[0002]公知有磁力計、原子振蕩器等利用了封入在氣室內(nèi)部的氣體原子的自旋極化(只匕°>偏極)的裝置。在上述裝置中，存在若氣室內(nèi)的原子與室的內(nèi)壁發(fā)生碰撞則自旋極化衰減這一問題。為了應(yīng)對該問題，公知有用石蠟涂敷氣室的內(nèi)壁的技術(shù)(專利文獻I和非專利文獻I以及2)。
[0003]專利文獻1:日本特開2013-7720號公報
[0004]非專利文獻1:Ε.B.Alexandrov and Μ.V.Balabas, ^Light-1nduced desorpt1nof alkal1-metal atoms from paraffin coating", Physical Review A 66, 042903 (2002)
[0005]非專利文獻2:Ν.Castagna, G.Bison, G.Di Domenico, A.Hofer, P.Knowles, C.Macch1ne, H.Saudan and A.Weis, 〃A large sample study of spin relaxat1n andmagnetometric sensitivity of paraffin-coated Cs vapor cel1^, Applied PhysicsB96 (4), pp.763-772(2009)
[0006]在專利文獻I和非專利文獻I以及2中，沒有提到用于防止自旋極化衰減的涂層的優(yōu)選構(gòu)造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]與此相對，本發(fā)明提供用于防止自旋極化衰減的涂層的優(yōu)選構(gòu)造。
[0008]本發(fā)明的氣室的特征在于，具有:室主體，其具有由內(nèi)壁規(guī)定的內(nèi)部空間；被封入在上述內(nèi)部空間的堿金屬氣體或者氫氣；以及涂層，其由具有長鏈狀的分子構(gòu)造的材料在上述內(nèi)壁的至少一部分形成，超過形成上述涂層的分子的半數(shù)的分子相對于上述內(nèi)壁垂直定向。
[0009]根據(jù)該構(gòu)造，能夠提高防止自旋極化衰減的效果。
[0010]在上述本發(fā)明的氣室中，優(yōu)選上述涂層包括通過上述垂直定向的分子周期性地二維配置而形成的二維晶膜。
[0011]在上述本發(fā)明的氣室中，優(yōu)選上述二維晶膜在垂直于上述內(nèi)壁的方向?qū)盈B有多層。
[0012]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高涂層的可靠性。
[0013]在上述本發(fā)明的氣室中，優(yōu)選在上述二維晶膜中，一個分子與其他分子進行除范德瓦爾斯結(jié)合以外的化學(xué)結(jié)合。
[0014]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高涂層的可靠性。
[0015]優(yōu)選上述涂層由具有不飽和結(jié)合的烴形成。
【附圖說明】
[0016]圖1是表示一個實施方式的磁測定裝置I的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0017]圖2是氣室陣列10的外觀圖。
[0018]圖3是氣室11的II1-1II剖視圖。
[0019]圖4是表示涂層114的構(gòu)造的示意圖。
[0020]圖5是表示氣室11的制造方法的流程圖。
[0021]圖6A是表示步驟SI開始前的狀態(tài)的圖。
[0022]圖6B是表示步驟S2的狀態(tài)的圖。
[0023]圖6C是表示步驟S3的狀態(tài)的圖。
[0024]圖6D是表示步驟S4的狀態(tài)的圖。
[0025]圖6E是表示步驟S5的狀態(tài)的圖。
[0026]圖6F是表示步驟S6的狀態(tài)的圖。
【具體實施方式】
[0027]1.構(gòu)造
[0028]圖1是表示一個實施方式的磁測定裝置I的結(jié)構(gòu)的框圖。磁測定裝置I是將從心臟產(chǎn)生的磁場(心磁)或者從腦產(chǎn)生的磁場(腦磁)等從生物體產(chǎn)生的磁場作為生物體狀態(tài)的指標進行測定的生物體狀態(tài)測定裝置。磁測定裝置I具有氣室陣列10、栗浦光照射單元20、探測光照射單元30與檢測單元40。氣室陣列10具有多個氣室。在上述多個氣室內(nèi)封入有堿金屬氣體(例如銫(Cs))。栗浦光照射單元20輸出與堿金屬原子相互作用的栗浦光(例如與銫的Dl線相當(dāng)?shù)牟ㄩL894nm的光)。栗浦光具有圓偏振光成分。若照射栗浦光，則堿金屬原子的最外殼電子被激發(fā)，產(chǎn)生自旋極化。自旋極化的堿金屬原子通過被測定物產(chǎn)生的磁場B進行歲差運動。雖然一個堿金屬原子的自旋極化隨時間流逝衰減，但由于栗浦光是CW(Continuous Wave:連續(xù)波)光，所以同時平行并且連續(xù)地反復(fù)進行自旋極化的形成與衰減。其結(jié)果是，若作為原子群整體來看，則形成穩(wěn)定的自旋極化。
[0029]探測光照射單元30輸出具有直線偏振光成分的探測光。在透過氣室前后，探測光的偏振光面因法拉第效應(yīng)旋轉(zhuǎn)。偏振光面的旋轉(zhuǎn)角為磁場B的函數(shù)。檢測單元40檢測探測光的旋轉(zhuǎn)角。檢測單元40具有:光檢測器，其輸出與入射的光的光量對應(yīng)的信號；處理器，其處理信號；以及存儲器，其存儲數(shù)據(jù)。處理器使用從光檢測器輸出的信號計算出磁場B的大小。處理器將表示計算出的結(jié)果的數(shù)據(jù)寫入存儲器。這樣，用戶能夠得到被測定物產(chǎn)生的磁場B的信息。
[0030]圖2是氣室陣列10的外觀圖。在該例中，氣室陣列10具有沿著第一方向以及第二方向以矩陣狀配置為二維的多個(2X2個)氣室11。為了說明將第一方向作為X軸正向，將第二方向作為I軸正向定義xyz正交坐標系。
[0031]圖3是氣室11的II1-1II剖視圖。該剖面平行于yz平面。氣室11的主體具有透光性，不與被封入的堿金屬反應(yīng)，并且使用不透過堿金屬原子的材料例如石英玻璃或者硼硅玻璃等形成。氣室11具有作為由主體的內(nèi)壁規(guī)定的內(nèi)部空間的主室111以及副室112。主室111是氣室11用于發(fā)揮作為傳感元件的功能的空間，即封入有堿金屬氣體的空間。副室112是作為堿金屬積存處發(fā)揮功能的空間。封入主室111的堿金屬氣體若為低溫則凝固。此時，若凝固的堿金屬附著于主室111的壁面，則成為栗浦光或者探測光的妨礙，對測定造成妨礙。堿金屬積存處是以不會妨礙測定的方式積存堿金屬的空間。例如通過使主室111與副室112具有溫度差，控制為堿金屬積存于副室112。
[0032]主室111與副室112通過通氣孔113連結(jié)。為了使主室111內(nèi)的壓力分布接近恒定，通氣孔113的直徑優(yōu)選為較細。除去與通氣孔113連結(jié)的部分，主室111具有立方體的形狀(除去通氣孔113以及副室112，氣室11具有立方體的形狀)。
[0033]氣室11在主室111的壁面的至少一部分具有涂層114。設(shè)置涂層114的目的是防止自旋極化衰減。涂層114由具有直鏈狀的分子構(gòu)造的烴例如石蠟形成。所謂石蠟是指碳原子數(shù)為20以上的烷烴(通式為CnH2n+2的鏈式飽和烴)。石蠟的分子構(gòu)造優(yōu)選為沒有分支的直鏈狀。另外，碳原子數(shù)優(yōu)選為40?60，更加優(yōu)選為50左右。
[0034]圖4是表示涂層114的構(gòu)造的示意圖。在該例中，作為涂層114的材料，使用具有直鏈狀的分子構(gòu)造的石蠟。作為石蠟分子能夠取得的狀態(tài)，存在有垂直定向與平行定向。所謂垂直定向是指石蠟分子相對于表面(主室111的內(nèi)壁面)垂直定向，所謂平行定向是指石蠟分子相對于表面平行定向。此外，這里“垂直”以及“平行”這一用語并不僅僅是指數(shù)學(xué)上嚴格地垂直以及平行，也包括從嚴格的垂直以及平行偏移規(guī)定量以下的狀態(tài)。
[0035]對自旋極化的衰減效果與石蠟分子的狀態(tài)的關(guān)系進行說明。在理想的結(jié)晶中，石蠟分子的極化最小，表面自由能量也最小。此時，碰撞的原子的吸附時間(在結(jié)晶表面的停留時間)也最