過去のセミナー　(2010年度）　->2009年度　->2008年度　->2007年度　->2006年度　->2005年度　->2004年度とそれ以前

更新日： 2010-12-15

ワイドバンドギャップ半導体の酸化亜鉛（ZnO）は，多くの酸化物と同様，原子ドープにより電気伝導度や磁性などの物性を制御できる。水素原子はZnOに対して強い電荷ドナーとして振舞うことが2000年の理論研究により示されたが，水素ドープあるいは水素吸着によるZnOの電気伝導度の向上は，1950 年代には既に知られていた。従来は，ドープ領域での電荷蓄積層の形成により電気伝導度が向上するという説明していた。しかし，水素吸着ZnO表面をDFT 計算とSTM測定で検証した研究結果から，ギャップレスバンド構造の実現により表面が金属に転移するという機構が2005年に提案され，従来のモデルに対 して一石を投げかけることとなった。
本セミナーでは，どのような機構で水素吸着により電荷密度が向上し金属化がもたらされるのか，その時の価電子バンド構造はどうなっているのか，ZnO表面 の原子組成・原子構造の違いは金属化にどのように影響するのか，水素以外で金属化は誘起できるのか，といったいくつかの疑問を明らかにした研究結果を紹介する。    

SPring-8 BL07LSU東大アウトステーションにおいて、今年度より開始した軟X線発光分光装置の調整と初期コミッショニングの結果について報告し、将来の利用について議論する。

磁性薄膜に分子等を吸着させることにより、その磁性が変化することが知られている。しかし、その変化の理由はよくわかっていない。そこで磁性薄膜へ の分子吸着の影響の理解を深めるため、Fe/Cu(001)磁性薄膜のCO吸着、NO吸着による変化をXMCDとEXAFSを用いて調べた。Fe /Cu(001)は多くの研究が行われてきた典型的な磁性薄膜であり、またCO, NOは最も単純な異核二原子分子と言えるため、磁性薄膜と分子との相互作用を扱いやすいと考えてこのような系を選択した。Fe/Cu(001)は4 MLまで一様な面直磁化を示すが、CO吸着、NO吸着後はいずれも面内磁化となり、見かけの（平均の）磁化は減少した[1-3]。深さ分解XMCD法によ る解析から、例えばCO/Fe(4 ML)/Cu(001)では表面側2 MLの磁化消失、NO/Fe(4 ML)/Cu(001)では表面反強磁性となっていることがわかった。このような磁気構造の変化と薄膜結晶構造の変化に相関があるのではないかと考え EXAFS実験を行ったところ、CO/Fe(4 ML)/Cu(001)では4 MLのうち2 MLの構造が変化している様子が得られ、これが磁化消失層に対応していると考えられる。NO/Fe/Cu(001)のEXAFS実験は始まったばかりであ るが、現状をお話したい。

[1] H. Abe, et al., PRB 77, 054409 (2008).
[2] 阿部 仁, 他, 表面科学 30, 339 (2009).
[3] H. Abe, et al., J. Phys.: Conf. Ser. 109, 012109 (2009).

等温滴定型熱量測定(ITC)は、感度と測定に必要となる試料量の大幅な改善により、蛋白質相互作用解析を中心に広範な領域に適用され、その重要性が再認識されている。また、最近ではリガンドスクリーニングにおいても利用され、その有用性が認識されつつある。ここでは、ITCが蛋白質相互作用解析においてどのように有効に使うことができるか、また、結晶構造解析から得られた結果とあわせてどのような議論ができるかについて我々の研究例を中心に紹介したい。

　最近の高分解能化により 、共鳴非弾性Ｘ線散乱（ RIXS ）の実験は飛躍的な進歩を遂げ、従来は弾性散乱線からの分離が不可能であった低エネル ギー励起を、非弾性散乱成分として観測できるようになった。結晶場励起、電荷移動励起、スピン励起などがその例である。しかし、これまでにおこなわれた高 分解能実験の殆どは遷移金属化合物を対象としていて、希土類化合物に対する実験は極めて少ない。本講演では、希土類化合物に対する高分解能 RIXS の重要性を理論面から予言し、また、極限環境下での物性研究において高分解能 RIXSが今後果たすべき重要な役割を強調する。
希土類化合物の結晶場励起エネルギーのスケールは遷 移金属化合物よりも１ないし２桁小さい。しかし、最近の分解能の向上（従来より１桁以上向上している）から考えて、その実測は時間の問題と思われる。それ にさきがけて、本講演ではYb化合物の 3d内殻共鳴を例にして、結晶場励起 RIXSの理論計算をおこなう。
  さらに興味深いのは、混合原子価希土類化合物の低エネルギー電子励起として、近藤共鳴励 起をRIXS により観測することである。系の基底状態は一重項束縛状態（近藤束縛状態）で、そこから 磁気的励起状態への励起エネルギーは近藤束縛エネルギーk_B T_Kある。したがって、高分解能 RIXSは近藤温度T_K を最も直接的に検出する手段となる筈である。こ こでは、YbInCu₄やYb _1-xLu_xAl₃のYb 3d内殻共鳴RIXS における近藤共鳴励起を不純物アンダーソン模型 により理論計算する。
高圧・高磁場などの極限環境下で有効な電子状態 の実験手段はかなり限定されるが、RＩ XS は間違いなく最も有効な手段の一つである。従来は低エネルギー励起の測定が殆ど不可能で あったため、RIXS の威力が十分発揮されていたとは言い難い。本講演では、今後の展望の一例として、低温の YbInCu₄が 30T以上の高磁場下で示す磁場誘起価数転移におい て、RIXS の近藤共鳴励起が磁場変化する様子を理論計算する。それによって、磁場誘起価数転移は外 部磁場によって近藤束縛状態が不安定化する過程であることを明確にすることができる。

IMT研究所の前身は1980年代にLIGA技術を開発した研究所であり，現在、LIGA技術を用いてX線屈折レンズを製造しています。Simon氏はX 線屈折レンズの設計と製造を担当している部署の方で，ざまざまなX線屈折レンズの製作に携わっています。X線集光方法，X線結像方法および微細加工につい てドイツの現状を紹介していただきます。

凖結晶は結晶では許されない回転対称性で特徴づけられるが、2価または 3価をとりうる Ybを含んだCd-Yb系凖結晶について、その価数の圧力下でのふるまいについて調べてきた。 その結果、結晶でみられるような中間価数状態が凖結晶でも実現することが明らかになった。 本セミナーでは、凖結晶での価数揺動の可能性、圧力下での電子状態の変化について紹介する。

２０１０年１０月２９日（金）１５：００〜

        Pixel Array Detectors (PADs) are finding wide application in synchrotron science.  Pixel Array Detectors consist of a silicon detector (diode) layer and a CMOS logic layer, where each pixel in the silicon detector is connected by bump bond to a corresponding pixel in the CMOS, or "ASIC".  The custom integrated circuit logic in each pixel in the ASIC processes the signal from an X-ray striking the detector.  The pixel logic might integrate incoming signal, count photons, or do a combination of the two.  The basic unit of the detector, a PAD module, might be 2cm by 2cm or 2cm x 8cm in area; larger area detectors are made up by tiling modules.  Pixel sizes are approximately 150 microns.  It is the active processing of detector signals with custom logic that differentiates a Pixel Array Detector from other detectors such as CCD detectors.  Pixel Array Detectors generally have very fast read out (1-2 milliseconds) and very low point spread.  Depending on the pixel design used, PADs also can have other attributes such as very high dynamic range, individual photon counting, recording of extremely high count rates, or recording extremly short bursts of x-rays. 
        In this talk, an overview of Pixel Array Detectors will be presented.  Pixel design will be described and their strengths and weaknesses considered for
some chosen applications.

２０１０年１０月２１日（木）１３：３０〜

We discuss world-wide progress towards nanoscale x-ray imaging in a wide range of applications, including materials science, biology, environmental science, cultural heritage, and industrial applications. Experiments involve both soft and hard x-rays Techniques include diffractive zone plate imaging, glancing angle reflective optics, multilayer coatings, novel optics and nanoscale 3D tomographic reconstructions.

This IMSS seminar forms a part of the Cheiron School 2010 which will be held at the Spring-8 on October 9-18 as a one of important activities of the Asia-Oceania Forum for Synchrotron Radiation Research.

　ある種のポリマーにイオン照射を行うと表面への細胞接着性が向上することが 知られている。しかし、そのメカニズムについては、まだ分かっていないことが 多い。イオン照射によるポリマーの改質効果は、これまでFTIRやラマン分光によ り精力的に行われ、照射によって形成された化学結合について知見が得られてい る。しかし、密度の変化に注目する研究はほとんど行われていない。
   本研究では、ポリ乳酸のヘリウムイオン照射による照射部分の密度変化を、 AFM, 低速陽電子ビームと、ナノ切削・分析装置であるSAICASを用いて明らかに した。
   低速陽電子ビームは、物質の空孔型欠陥の深さ方向の分布の情報を情報を与え る高感度プローブである。通常、密度が既知の物質に対して、陽電子の入射エネ ルギーを変えて、経験式から平均侵入深さを求めて、Sパラメタ等のデータを解 析する。本研究では、イオン照射によって密度が変化する様子をとらえようとす るので、経験式を侵入深さから未知の密度を求める式として利用する。一方、ナ ノ切削・解析装置であるSAICASを用いて、照射したポリマーの機械的強度を深さ の関数として測定し、イオン照射の飛程を直接求める。その結果、イオン照射部 分では密度が照射前の半分以下になることがわかった。また、AFM測定では、イ オン照射により、照射面が未照射面より後退して段差ができること、照射部分側面の未照射部分との界面にはギャップが観測された。　
   これらの結果から、イオン照射によって化学結合の切断と構成原子・分子の逸 失が起こり、被照射部分がナノスケールのポーラス状となり、自由に通り抜ける ようになった分子やイオンが細胞に取り込まれやすくなり、細胞が増殖しやすく なって細胞接着性が向上するのではないかと考えることができる。（以上）