气室的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在内壁具有涂层的气室。
【背景技术】
[0002]公知有磁力计、原子振荡器等利用了封入在气室内部的气体原子的自旋极化(只匕°>偏極)的装置。在上述装置中，存在若气室内的原子与室的内壁发生碰撞则自旋极化衰减这一问题。为了应对该问题，公知有用石蜡涂敷气室的内壁的技术(专利文献I和非专利文献I以及2)。
[0003]专利文献1:日本特开2013-7720号公报
[0004]非专利文献1:Ε.B.Alexandrov and Μ.V.Balabas, ^Light-1nduced desorpt1nof alkal1-metal atoms from paraffin coating", Physical Review A 66, 042903 (2002)
[0005]非专利文献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]在专利文献I和非专利文献I以及2中，没有提到用于防止自旋极化衰减的涂层的优选构造。
【发明内容】
[0007]与此相对，本发明提供用于防止自旋极化衰减的涂层的优选构造。
[0008]本发明的气室的特征在于，具有:室主体，其具有由内壁规定的内部空间；被封入在上述内部空间的碱金属气体或者氢气；以及涂层，其由具有长链状的分子构造的材料在上述内壁的至少一部分形成，超过形成上述涂层的分子的半数的分子相对于上述内壁垂直定向。
[0009]根据该构造，能够提高防止自旋极化衰减的效果。
[0010]在上述本发明的气室中，优选上述涂层包括通过上述垂直定向的分子周期性地二维配置而形成的二维晶膜。
[0011]在上述本发明的气室中，优选上述二维晶膜在垂直于上述内壁的方向层叠有多层。
[0012]根据该结构，能够提高涂层的可靠性。
[0013]在上述本发明的气室中，优选在上述二维晶膜中，一个分子与其他分子进行除范德瓦尔斯结合以外的化学结合。
[0014]根据该结构，能够提高涂层的可靠性。
[0015]优选上述涂层由具有不饱和结合的烃形成。
【附图说明】
[0016]图1是表示一个实施方式的磁测定装置I的结构的框图。
[0017]图2是气室阵列10的外观图。
[0018]图3是气室11的II1-1II剖视图。
[0019]图4是表示涂层114的构造的示意图。
[0020]图5是表示气室11的制造方法的流程图。
[0021]图6A是表示步骤SI开始前的状态的图。
[0022]图6B是表示步骤S2的状态的图。
[0023]图6C是表示步骤S3的状态的图。
[0024]图6D是表示步骤S4的状态的图。
[0025]图6E是表示步骤S5的状态的图。
[0026]图6F是表示步骤S6的状态的图。
【具体实施方式】
[0027]1.构造
[0028]图1是表示一个实施方式的磁测定装置I的结构的框图。磁测定装置I是将从心脏产生的磁场(心磁)或者从脑产生的磁场(脑磁)等从生物体产生的磁场作为生物体状态的指标进行测定的生物体状态测定装置。磁测定装置I具有气室阵列10、栗浦光照射单元20、探测光照射单元30与检测单元40。气室阵列10具有多个气室。在上述多个气室内封入有碱金属气体(例如铯(Cs))。栗浦光照射单元20输出与碱金属原子相互作用的栗浦光(例如与铯的Dl线相当的波长894nm的光)。栗浦光具有圆偏振光成分。若照射栗浦光，则碱金属原子的最外壳电子被激发，产生自旋极化。自旋极化的碱金属原子通过被测定物产生的磁场B进行岁差运动。虽然一个碱金属原子的自旋极化随时间流逝衰减，但由于栗浦光是CW(Continuous Wave:连续波)光，所以同时平行并且连续地反复进行自旋极化的形成与衰减。其结果是，若作为原子群整体来看，则形成稳定的自旋极化。
[0029]探测光照射单元30输出具有直线偏振光成分的探测光。在透过气室前后，探测光的偏振光面因法拉第效应旋转。偏振光面的旋转角为磁场B的函数。检测单元40检测探测光的旋转角。检测单元40具有:光检测器，其输出与入射的光的光量对应的信号；处理器，其处理信号；以及存储器，其存储数据。处理器使用从光检测器输出的信号计算出磁场B的大小。处理器将表示计算出的结果的数据写入存储器。这样，用户能够得到被测定物产生的磁场B的信息。
[0030]图2是气室阵列10的外观图。在该例中，气室阵列10具有沿着第一方向以及第二方向以矩阵状配置为二维的多个(2X2个)气室11。为了说明将第一方向作为X轴正向，将第二方向作为I轴正向定义xyz正交坐标系。
[0031]图3是气室11的II1-1II剖视图。该剖面平行于yz平面。气室11的主体具有透光性，不与被封入的碱金属反应，并且使用不透过碱金属原子的材料例如石英玻璃或者硼硅玻璃等形成。气室11具有作为由主体的内壁规定的内部空间的主室111以及副室112。主室111是气室11用于发挥作为传感元件的功能的空间，即封入有碱金属气体的空间。副室112是作为碱金属积存处发挥功能的空间。封入主室111的碱金属气体若为低温则凝固。此时，若凝固的碱金属附着于主室111的壁面，则成为栗浦光或者探测光的妨碍，对测定造成妨碍。碱金属积存处是以不会妨碍测定的方式积存碱金属的空间。例如通过使主室111与副室112具有温度差，控制为碱金属积存于副室112。
[0032]主室111与副室112通过通气孔113连结。为了使主室111内的压力分布接近恒定，通气孔113的直径优选为较细。除去与通气孔113连结的部分，主室111具有立方体的形状(除去通气孔113以及副室112，气室11具有立方体的形状)。
[0033]气室11在主室111的壁面的至少一部分具有涂层114。设置涂层114的目的是防止自旋极化衰减。涂层114由具有直链状的分子构造的烃例如石蜡形成。所谓石蜡是指碳原子数为20以上的烷烃(通式为CnH2n+2的链式饱和烃)。石蜡的分子构造优选为没有分支的直链状。另外，碳原子数优选为40?60，更加优选为50左右。
[0034]图4是表示涂层114的构造的示意图。在该例中，作为涂层114的材料，使用具有直链状的分子构造的石蜡。作为石蜡分子能够取得的状态，存在有垂直定向与平行定向。所谓垂直定向是指石蜡分子相对于表面(主室111的内壁面)垂直定向，所谓平行定向是指石蜡分子相对于表面平行定向。此外，这里“垂直”以及“平行”这一用语并不仅仅是指数学上严格地垂直以及平行，也包括从严格的垂直以及平行偏移规定量以下的状态。
[0035]对自旋极化的衰减效果与石蜡分子的状态的关系进行说明。在理想的结晶中，石蜡分子的极化最小，表面自由能量也最小。此时，碰撞的原子的吸附时间(在结晶表面的停留时间)也最