更新日： 2010-09-06

Photoemission spectra of NiO, CoO, MnO and spin-state transition in LaCoO₃
（NiO, CoO, MnO の光電子分光スペクトルと LaCoO₃ におけるスピン状態転移）

R. Eder (Center for Frontier Science, Chiba University and Karlsruhe Institute of Technology, Germany)

２月１０日(水）　１３：３０〜

Stronly correlated electron systems such as 3d transition metal oxides pose a difficult problem for electronic structure calculations. One of the recently proposed methods for dealing with such systems is the variational cluster approximation. After a brief explanation of the basic ideas behind this scheme, results for the photoemission spectra of NiO, CoO and MnO are compared to experiment and a discussion of the spin-state transition in LaCoO₃ is given.

Function and structure of deubiquitinase

Dr.Masato Akutsu (MRC Laboratory of Molecular Biology)

１２月２４日(木）　１１:００〜

Ubiquitin regulates many celler processes as a post-translational modifier. Ubiquitin ligase attaches ubiquitin to the substrate (ubiquitilation) and deubiquitinase reverses ubiquitilation. Recently,
we solved the crystal structure of deubiquitinase. I will talk about the basic concept of ubiquitilation and deubiquitilation with our structure.

Protein structural dynamics visualized by pump-probe time-resolved X-ray crystallography and liquidography

Professor Hyotcherl Ihee
Center for Time-Resolved Diffraction, Department of Chemistry, Graduate
School of Nanoscience & Technology (WCU), KAIST

１２月２２日(火）　１０:００〜

The principle, experimental technique, data analysis, and applications of time-resolved X-ray diffraction and scattering to study spatiotemporal reaction dynamics of proteins in single crystals and solutions will be presented. X-ray crystallography, the major structural tool to determine 3D structures of proteins, can be extended to time-resolved X-ray crystallography with a laser-excitation and X-ray-probe scheme, and all the atomic positions in a protein can be tracked during their biological function. However time-resolved crystallography has been limited to a few model systems with reversible photocycles due to the stringent prerequisites such as highly-ordered and radiation-resistant single crystals and crystal packing constraints might hinder biologically relevant motions. These problems can be overcome by applying time-resolved X-ray diffraction directly to protein solutions rather than protein single crystals. To emphasize that structural information can be obtained from the liquid phase, this time-resolved X-ray solution scattering technique is named time-resolved X-ray liquidography in analogy to time-resolved X-ray crystallography where the structural information of reaction intermediates is obtained from the crystalline phase. By providing insights into the structural dynamics of proteins functioning in their natural environment, time-resolved X-ray liquidography complements and extends results obtained with time-resolved pectroscopy and X-ray crystallography.

[1] H. Ihee, Acc. Chem. Res. (2009), 42, 356-366.
[2] M. Cammarata, M. Levantino, F. Schotte, P. A. Anfinrud, F. Ewald, J.
Choi, A. Cupane, M. Wulff, and H. Ihee, Nature Methods (2008), 5, 881-887.
[3] H. Ihee, M. Lorenc, T. K. Kim, Q. Y. Kong, M. Cammarata, J. H. Lee, S.
Bratos, and M. Wulff, Science (2005), 309, 1223-1227.
[4] H. Ihee, S. Rajagopal, V. Srajer, R. Pahl, S. Anderson, M. Schmidt, F.
Schotte, P. A. Anfintud, M. Wulff, and K. Moffat, Proc. Natl. Acad. Sci.
(2005), 101, 7147-7150.

An X-ray Free Electron Laser Oscillator: Promises and Challenges
(Dr. Kwang-Je Kim/ANL)
【Abstract】Having seen proof that FEL principles work for hard x-rays for lCLS, it is time to seriously consider more advanced hard x-ray sources. An x-ray FEL oscillator (XFELO) promises to provide an extremely narrow bandwidth of a few meV (corresponding to 10-7 in relative bandwidth) with an average brightness higher by several orders of magnitude than, and peak brightness comparable to, the SASE XFEL. These capabilities will provide breakthrough opportunities in areas complementary to SASE XFELs as well as drastically enhance the capabilities of techniques developed at third-generation synchrotron radiation facilities-particularly those requiring high coherence and high spectral purity. The main technological challenges for XFELO are: an injector providing a continuous sequence of ultralow emittance, low intensity electron bunches at a few MHz repetition rate; high quality diamond crystals serving as the main mirrors for x-ray cavity; high-reflectivity grazing incidence, curved mirrors for controlling the transverse mode profile; tight tolerances for angular stability of the optical elements. We will present progresses in conceptual and experimental efforts to advance the state-of-the-arts in these topics.
Prezentation file（PDF)

A simulation of XFELO operating in a scheme of velocity bunching
(Dr. Nobuyuki Nishimori /JAEA)
【Abstract】 An X-ray synchrotron light source, a multi-GeV ERL, is one of the targets of our Japanese collaboration　towards future ERL light sources. As an option of the multi-GeV ERL, we consider an X-ray FEL oscillator (XFEL-O) to produce hard X-ray pulses with excellent temporal coherence. In this study, we present simulation results of the XFEL-O such as FEL lasing including spectral narrowing and nonlinear phase shift at Bragg reflectors. We also propose a scheme of velocity bunching in an ERL main linac for X-FELO operation. The velocity bunching brings significant enhancement of the small-signal gain and an X-FELO at 0.1 nm is feasible with a 5-GeV electron beam from the ERL light source planned in Japan.　
Presenation file(PDF)

Coffee break

From seconds to picoseconds -selected applications of time resolved Xray diffraction in materials science and beyond

Dr. Klaus-Dieter Liss （ANSTO)

１１月９日（月）１１：００〜

　Time resolved synchrotron X-ray diffraction experiments open new insights into materials and physics, in particular with the ever developing sources and detector systems. This presentation outlines some experiments I have performed, which are most fundamental for the further development in their specific field.　
　The first part concentrates on the study of processes as they occur during thermo-mechanical processing. Fast, large-area 2D detectors are used to follow the grain statistics of a material in-situ on a sub-second time scale, while it is plastically deformed in a synchrotron beam. The different effects of lattice strain, subgrain formation, grain rotation, texture evolution, grain growth, dynamic recovery and dynamic recrystallization can be distinguished beside the conventional analysis of phase transformations.
　On the shorter time scales of micro- and nanoseconds, a stroboscopic experiment to study shock waves is presented. Ultrasonic waves were induced by a laser into a silicon single crystal and lattice strain was probed by a high resolution crystal diffractometer, revealing the time oscillations of the ultrasonic wave field. Probing different positions allowed to determine the speed of a shock front, traveling faster than the linear speed of sound, followed by other converted and conventional waves.
　Last, it is reported on an X-ray optical experiment in which hard X-ray photons are stored for several nanoseconds in a crystal cavity. Semi-transparent mirrors allow to enter 100 ps pulses into the cavity and leave them delayed by multiple nanoseconds. Applications of this fundamental device lie in the range of X-ray interferometers, Fabry-Perot etalons, resonators for free electron lasers and delay lines.
　It is anticipated, that experiments nowadays accessible on a relatively longer time scale become feasible in the near future on shorter time scales while it is important to prepare the way into this direction.

Production and utilisation of NEG coatings at the ESRF

Dr. Michael Hahn (Vacuum Gropu, ESRF)

１１月５日（木）１３：３０〜

　For the optimisation of the photon brilliance on the ESRF Synchrotron Light Beamlines the large majority of the 32 vacuum sectors of the e- Storage Ring has been equipped with flat, conductance-limited Insertion Device (ID) vacuum vessels made from aluminium extrusion. For chambers with an inner vertical aperture as low as 8mm the application of Non-Evaporable Getter (NEG) coating was the only way to archive acceptable Bremsstrahlung conditioning times, thus minimizing the downtime of the connected Beamline due to high radiation levels.

銅酸化物、鉄系高温超伝導体の電子構造：角度分解光電子分光
The electronic structure of cupper-oxide and iron-based high-TC superconductors: Angle-resolved photoemission spectroscopy

吉田　鉄平　（東大院理学系研究科）

１０月２３日（金）１３：３０〜

　昨年、発見された鉄系超伝導体は、転移温度Tcが55Kまで上昇し、銅酸化物に次ぐ超伝導体として、高温超伝導研究に全く新しい切り口を与えた。銅酸化物との電子状態の相違点を明らかにすることで、より高い超伝導転移温度への指針が得られると期待されている。銅酸化物、鉄系超伝導体について、最近の光電子について、エネ 分光による研究を紹介する。鉄系超伝導体の研究初期には、銅酸化物と同様に、電子相関の強い状態が超伝導の舞台になっている可能性が議論された。しかし、共鳴光電子分光の結果、鉄系超伝導体では電子相関効果が弱いことが示された[1]。
　さらに、銅酸化物と異なり3次元的フェルミ面を持つ物質があることも明らかになった[2]。これらの結果は、超伝導のメカニズムが銅酸化物と異なることを示唆している。一方、銅酸化物の研究では、擬ギャップの起源が超伝導の前駆現象か、それとも超伝導と競合する状態なのか、論争が続いている。我々は単層型La_2-xSr_xCuO₄ルギーギャップの成分が2成分存在することを見出し[3]、擬ギャップと超伝導は相異なる状態である可能性を指摘した。また、銅酸化物のなかでもTcが高い（~110K) 3層型Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_10+δ (Bi2223)の結果についても紹介する[4]。

[1] W. Malaeb et al., J. Phys. Soc. Jpn. 77, 093714 (2008).
[2] W. Malaeb et al., J. Phys. Soc. Jpn. (in press), arXiv:0906.1846.
[3] T. Yoshida et al., Phys. Rev. Lett. 103, 037004 (2009).
[4] S. Ideta et al., arXiv: 0905.1223.

マルチフェロイック酸化物における電気磁気特性

物構研PF　山崎裕一

１０月１９日（金）１６：００〜

　らせん磁気構造などの非共線的な磁気秩序によって強誘電性分極が発現するマルチフェロイック酸化物では、磁場による電気分極の反転や電場によるスピンヘリシティの転などの電気磁気効果が観測されます。磁場中放射光X線回折実験や偏極中性子散乱実を通じて解明したマルチフェロイック酸化物の電気磁気特性を紹介します。

ダイヤモンドの特性と新しい応用

藤森直治　（独）産業技術総合研究所・ダイヤモンド研究センター

2009年9月10日（木）16:00〜

ダイヤモンドは最も硬いばかりではなく、熱伝導率、光透過性、電気化学特性等の他材料を圧倒している。また、半導体としての特性も非常に優れている。さらに、最高の物性が組み合わさっていることも、他の材料では全くありえないことである。ダイヤモンドを広く利用するためには、この１０年程で合成や加工技術が一気に進展した。特に大型単結晶やナノ加工などで、これまでの壁を突き破る技術革新がなされ、新しい応用が視野に入ってきた。さらに、新しい物性が次々に発見され、これらを利用するための技術開発が進むという良循環が出来つつある。SRにとってはダイヤモンドが有用な材料との認識は世界共通となっており、ユーザー側との対話によって新しいアイデアを実現したいと考えている。ダイヤモンドの物性を解説し、最先端の技術状況を報告し、その利用について議論させて頂きたい。

Personal experience in structural biology: on the way toward automation

Chavas Leonard M.G.（PF)

２００９年７月３０日（木）１５：００〜

Many events orchestrate the life of a cell, including a multitude of specific chemical transformations, formation of organelles, movement of materials through specific trafficking, and more. To fully comprehend the relationships existing among the biological molecules responsible of such mechanisms, a large set of biophysical and biochemical techniques are used to complement data obtained from cell biology. With the increasing number of synchrotron facilities built worldwide, X-ray crystallography is becoming a highly popular approach that allows the study of biological samples at the atomic level.

In this presentation, I will attempt to introduce my views on protein X-ray crystallography and its future, based on a personal experience while dealing with challenging samples. Concrete examples will be highlighted in which a strong need of automation would have assisted a more efficient approach, either during sample manipulation, data acquisition, or structure phasing.
Inspired from such data, questions are emerging on how to progress toward a fully automated structural biology pipeline, already partly in place at the Structural Biology Research Center.

Using TINE 4.1 to Deliver the First Beam in PETRA3

Philip Duval 氏 (DESY: Deutsches Elektronen-Synchrotron)

２００９年６月１０日（水）１５：３０〜

PETRA3 is undergoing machine studies at the moment in expectation of delivering beam to the 14 beam lines later in the year. Virtually all aspects of the old machine have been replaced from bottom to top. The control system for PETRA3 and pre-accelerators is TINE (release 4.1) and making extensive use of java console applications and the Common Device Interface (CDI) for the front ends. We will try to touch on the current status of all of these topics, with some emphasis on the generic diagnostic tools produced in collaboration with Cosylab.

次世代リチウムイオン電池開発における放射光利用

仁谷浩明氏（ＰＦ）

２００９年６月５日（金）15:00〜17:00

リチウムイオン電池はラップトップPCや携帯電話などの小型 モバイル電子機器の電源として広く普及しているが、近年、ハイブ リッド自動車(HV、PHV)、燃料電池自動車 (FCV)、電気自動車(EV)といった次世代電気自動車の蓄電シス テムとしても注目されている。両者はともに可般型 の電源という点 では同じであるが、電気自動車へ搭載するためには、高出力・高容 量・長寿命・高安全性などこれまでよりも高い性能が要求される。 特に電池寿命と安全性に関しては"10年間メンテナンスフ リー"が1つの目標とされている。目標達成のためには 電池の劣化原因を取り除く必要があるが、リチウムイオン電池の劣 化機構は完全には解明されておらず、この解明が急務である。そこ で、リチウムイオン電池劣化の主要因であるとされる正極活物質に ターゲットを絞り、放射光を用いたXAFS、HX- PES、XRDによる構造解析によってリチウムイオン電池が劣化 する際の正極活物質の構造変化を解析した[1-2]。この結果、 電極活物質表面近傍において構造変化が起きていることが確認され た。また、リチウムイオン電池の安全性に関する研究として、正極 活物質の熱的安定性、特に高温時における正極材料の構造変化も同 様に解析した。XAFS解析の結果から、高温時における正極活 物質の熱分解挙動はリチウムイオン電池の充電状態(SOC)に よって変化し、また、電極活物質表面と内部では熱分解挙動が異な ることが示された。

Referrence
[1] H. Kobayashi, M. Shikano, S. Koike, H. Sakaebe and K. Tatsumi, J. Power Sources, 174, 380 (2007). [2] M. Shikano, H. Kobayashi, S. Koike, H. Sakaebe, E. Ikenaga, K. Kobayashi and K. Tatsumi, J. Power Sources, 174, 795 (2007).

Pt(111) 表面上 Fe, Co単原子の磁気異方性

宮町俊生　（阪大基礎工・カールスルーエ大）

２００９年５月１８日（月）13:30〜14:30

近年における情報産業の発展、パソコン需要の拡大等により、外部記憶媒体である磁気記録装置のさらなる高密度化が必要とされている。高密度化のためには磁気記録素子のナノメートルスケールでの微細化が必要不可欠であるが、その際に問題となる超常磁性限界に打ち勝つための高い磁気異方性エネルギーを備えた磁気記録素子の開発が求められている。本研究では次世代超高密度磁気記録媒体実現につながるナノ〜サブナノメートル磁性の基礎的研究として、高い磁気異方性エネルギーを示すことで知られているPt(111)表面上Fe, Coの単原子の高磁気異方性の発生機構を非弾性トンネル分光(ITS)測定により明らかにすることを目的としている。
実験は超高真空、低温(4K)環境下で行い、試料はMBE法にて低温成長(4K)させ、表面偏析を抑えることによりPt(111)上に孤立したFe,Co単原子を作製した。ITS測定では試料探針間のトンネル電流の二階微分スペクトルをロックイン検出により測定した。二回微分スペクトルにおいて非弾性励起エネルギーはフェルミエネルギー相当の原点に対して反対称な正のピークと負のディップとしてスペクトル中に現れる。Co単原子の場合、10.2 meVに鋭い非弾性ピークとディップが観測された。非弾性励起の起源としてはプラズモン、フォノン、スピン-フリップ励起等が考えられるが、金属におけるプラズモンの固有エネルギーはeVのオーダーであることからプラズモンの可能性は排除される。フォノンに関しても我々が行った第一原理計算の結果(〜24 meV)より排除される。結果としてスピン-フリップ励起が非弾性ピークの起源であることが明らかとなり、この励起エネルギーがCo単原子では磁気異方性エネルギーに直接対応する。得られた磁気異方性エネルギーは磁気円二色性(XMCD)測定から見積もられた値[1]とよく一致していることから、我々のITSの結果の解釈の妥当性は十分であると考える。Fe単原子についても同様の測定を行い、磁気異方性エネルギーが6.5 meVであることを明らかにした。Fe,
Co単原子の磁気異方性エネルギーの差は、Fe, CoのPtとの混成強度の違いを作によってFe, Co二量体、三 量体を作製した場合の磁気異方性エネルギーの変化についても議論する。

Referrence
[1] P. Gambardella et al., “Giant Magnetic Anisotropy of Single Cobalt
Atoms and Nanoparticles”, Science 300, 1130 (2003)

SAGA-LSの現状と産業利用
Present status and industrial applications of SAGA-LS

岡島　敏浩 先生（九州シンクロトロン光研究センター、主任研究員）

２００９年５月７日（木）15:30〜17:00

　シンクロトロン光は，広いエネルギー範囲にわたる連続スペクトル，高輝度，偏光性，短パルス性といった光源としての際立った特長から学術研究において重要な役割を果たしてきた．佐賀県はこのシンクロトロン光の有用性に注目し地域産業の発展に利用する目的で，九州の交通の拠点と呼ばれる佐賀県鳥栖市に九州で初のシンクロトロン光施設，九州シンクロトロン光研究センター（SAGA-LS)の建設を行った．SAGA-LSはシンクロトロン光の供用施設として自治体が運営する国内初めてのシンクロトロン光施設である．国内のシンクロトロン光供用施設として世界最大のSPring-8，大型施設のKEK PF及びAR，中小規模施設の分子科学研究所UVSOR，広島大学HiSOR等が挙げられる．施設規模，エネルギー範囲の点ではSAGA-LSはUVSORとPFの間に位置する中型シンクロトロン光施設である．施設建屋は2002年10月に完成し，2003年夏より本格的な加速器建設が開始された．シンクロトロン光を利用するビームラインの建設も行われ，2006年2月に供用が開始された．
　セミナーではセンターの概要と現状を述べ，また，シンクロトロン光の産業利用を目的に佐賀県が整備を進めている県有ビームラインを中心に現状について述べる．

混合原子価CeおよびYb化合物のL吸収端における磁気円二色性の理論：強磁性体から強磁場物性への展開
A theory of x-ray magnetic circular dichroism at the L absorption edge in mixed-valence Ce and Yb compounds: Development from ferromagnetism to high magnetic-field electronic properties

小谷章雄氏（現ＰＦ共同研究員、前東大物性研教授）

２００９年４月２２日（水）１３：３０〜

　混合原子価希土類化合物に対するＬ吸収端磁気円二色性(XMCD)の研究は、長年、強磁性体を対象にして進められてきたが、最近、松田ら[1]がパルス磁場を用いた40Tまでの強磁場下実験に成功したことにより、新しい発展を遂げようとしている。
　それ以前は、2004年にJ.-P. Kapplerが7Tの磁場下でCePd3のXMCD実験に成功したのみであった。筆者はこの35年間、内殻電子分光のさまざまな理論(単行本[2]を参照)を展開してきたが、KapplerらがCePd3の実験を行った際、これを説明する理論が存在しないことに気づいた。そこで、外場によるCe 4f電子の磁気分極効果と混合原子価効果の競合を取り入れたXMCDの新しい理論を作り、ごく最近公表した[3]。
　この理論はCePd3の実験を説明するだけでなく、CeRu2Ge2, Ce(Pd0.75Ni0.25)3,CeFe2などの強磁性混合原子価化合物のXMCDをも統一的に記述することができる。また、広範囲（例えば0T〜1000T）の磁場下でのXMCDを予言する。さらに、この理論は、4f状態の電子・正孔対称性に着目して混合原子価Yb化合物の場合に拡張することができる[4]。Yb化合物に対する理論の一つの応用として、ここではYbInCu4のXMCDを計算し、松田らの実験結果[1]と比較する。この物質は約32Tの磁場のもとで磁場誘起価数転移を起こすことが知られており、転移の近傍でのXMCDの振る舞いを明らかにしたい。

[1] 松田康弘、他、日本物理学会2008年秋季大会講演.
[2] F. de Groot and A. Kotani, Core Level Spectroscopy of Solids (CRC, Boca Raton, Florida/Taylor & Francis, London, 2008).
[3] A. Kotani, J. Phys. Soc. Jpn. 77 (2008) 13706; A. Kotani, Phys. Rev. B 78 (2008) 195115.
[4] A. Kotani, Eur. Phys. J. Special Topics 169 (2009) 191.

Plans for the Renewal and Upgrade of the Advanced Photon Source

Prof. J. Murray Gibson (Associate Laboratory Director for Photon Sciences, Advanced Photon Source, Director for Argonne National Laboratory)

２００９年４月２1日（火）１４：００〜

　I will review the status of plans for the renewal of APS and
the R&D we are carrying out for future upgrade of the facility, and
discuss the US context for next-generation light sources.

Theoretical Study on Optical Spectra of Semiconductor Quantum Wires

Professor Ping Huai（Shanghai Institute of Applied Physics , Chinese Academy of Sciences）

３月２６日(金）　１５：３０〜１６：３０

Low dimensional semiconductor lasers are believed to have better performance due to more concentrated density of states at the lowest energy. The dependence of optical spectra on the densities of electrons in a conduction band and holes in a valence band, which can be controlled by the excitation intensity, is of special importance for understanding lasing and nonlinear optical processes.
     We have conducted systematic studies on the optical properties of semiconductor quantum wires by using theoretical model calculation. The optical spectra of semiconductor quantum wires have been first theoretically investigated by means of Semiconductor Bloch Equations. A reduced band-gap renormalization has been found due to partial cancellation between gap shift and exciton binding energy. Furthermore we have demonstrated optical gain occurring at strong pumping regime and discussed its temperature dependence to clarify characteristics of quantum wire lasers in connection with dimensionality.
To clarify the excitonic correlation effects beyond Hartree-Fock approximation, we have applied a self-consistent T-matrix approach on the model with long-range Coulomb interactions. The presence of exciton is taken into account by including correlation between electrons and holes under the ladder approximation. The approach allows detailed discussions on spectra dependence on carrier density and temperature without introducing any phenomenological damping parameter. Knowledge on these optical characteristics may provide important information for developing quantum-wire laser devices.

挨拶（下村　理　物質構造科学研究所長）

「新分野創発の基盤としてのKEK-PF - 理論家のつぶやきという光が生み出 した協同現象-」
腰原伸也教授（東京工業大学大学院理工学研究科）
【要旨】
物質に内在する協働的相互作用を活用し、光誘起によって相転移などの各種相互協力現象の制御を達成しようとする試みは、今日の物質科学の中心課題となりつつある。このような新規な現象の研究に当たっては、「このような面白い現象発現の可能性がある」と指摘を行いつつ、実験家と協力して、海のものとも山のものとも判別できない泥のようなデータから、かすかな光を引き出してくる理論家の役割が鍵となる。励起子間の究極的相互作用の研究の過程で生み出されて来た新概念を念頭に、誘電体の光物性研究や、超高速レーザー物理の世界で見つかった非平衡融解、登場したばかりの強相関系の光物性などの雑駁なデータの中に「かすかな兆候」を見出し、ここまで発展をさせてこられた那須教授の存在は、まさに光誘起相転移分野にとって不可欠なものであった。この分野の発展は、その後、動的構造科学という新分野の創発へとつながり、そのメッカとしてＫＥＫ-ＰＦ-ＡＲの役割は、固体物理から生命科学に至る幅広い物質科学をリードするものとして、世界からも認知されるに至っている。「新奇な実験データで人々を驚かすこと」をモットーとする講演者と那須教授とのかかわり、並びにそのような演者の視点から見た本分野の現状と今後への期待を、最先端の状況解説もおりまぜつつ「雑駁に」述べることをお許しいただきたい。

Stuctural dynamics of photoinduced molecular switching in the solid state

Professor Herve Cailleau
（Institut de Physique de Rennes, Universite de Rennes 1, France）

２００９年８月２６日（水）１４：００〜１５：００

A current challenge in science and technology is to direct the functionality of matter at the relevant smaller scale, not only ultra-small size but also ultra-short time. Thus a femto-second laser pulse may induce spectacular collective and/or cooperative phenomena in the solid state. This can trigger the transformation of the material towards another macroscopic state of different electronic and/or structural order, for instance from non-magnetic to magnetic or from insulator to conductor. Besides different itinerant electron systems materials with multi-functional molecules which can switch between two states are also promising. The switching of molecules in a material triggered by a femtosecond light pulse ensues the new established field of femto-chemistry in solution where photo-chemical processes are essentially independent. The physical picture of the dynamics of this switching in molecular materials will be discussed. The key point is that in the solid state different degrees of freedom of different nature play their part on different time scales and the pathway is complex, from the molecular to material length and time scales. The discussion will be based on recent investigation of the structural dynamics in multifunctional spin crossover compounds which are prototypes of molecular bi-stability in the solid state. The time-resolved x-ray diffraction and optical results show the dynamics span from sub-pico-second molecular photo-switching followed by volume expansion (nanosecond) and thermal switching
(microsecond).