Bayesian spectroscopy of extended X-ray absorption fine structure for high-precision estimation of structural fluctuation and three-body scattering analysis

• Project/Area Number: 24K15596
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 赤井 一郎 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 教授 (20212392)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水牧 仁一朗 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (60360830) ; 岩満 一功 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (00768236)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 広域X線吸収微細構造 / ベイズ推定 / 構造揺らぎ / 3体散乱

Outline of Research at the Start

広域X線吸収微細構造（EXAFS）は、X線吸収原子近傍のミクロな原子配位構造を解明する計測法で、触媒反応のオペランド計測や、電池デバイス充電過程の顕微計測等で重要な計測法である。しかし対象の微量化や、高時間分解能化で必要な短時間計測を強いられ、その結果計測データのS/N比は厳しくなる。
本研究では、スパースモデリング(SpM)にベイズ推定のモデル選択法を融合させ、高いノイズ耐性を担保した上で、2体多重散乱に加えて3体多重散乱を組み込み、結合長のゆらぎや、結合角のゆらぎ推定を実現するベイズ推定に基づくSpM解析法を開発し、計測データへの適用研究を進める。