2017 Fiscal Year Annual Research Report
Exploitation of fast time-resolved x-ray absorption spectroscopy for dilute systems and application to functional materials
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15H02173
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
横山 利彦 分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 教授 (20200917)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高木 康多 分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 助教 (30442982)
上村 洋平 分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 助教 (30723647)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 複合物性 / X線吸収分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、これまで報告のなかった多成分・微量成分に対するポンプ-プローブ高速時間分解X線吸収分光計測を、世界に先駆けて実現し、新規光電極材料や熱記録素子などの励起状態局所構造の解析を行なうものである。従来のポンプ-プローブ高速時間分解X線吸収分光法では、放射光とレーザーの同期の問題からエネルギー分解能に乏しく時間分解能の高いX線検出器の利用を余儀なくされており、研究対象が高濃度金属錯体などに限定されていたが、我が国の世界唯一のシングルバンチ放射光X線源PF-ARを活用することで、高エネルギー分解能を有するものの時間分解能の低い半導体検出器などの蛍光X線検出器が、時間分解能を損なうことなく利用可能となり、迅速かつ容易に高速時間分解(約100 ps)微量成分X線吸収分光計測が実現できる。本手法は極めて広い科学技術分野への応用が期待される分光法となりえる。
本課題は平成28年度において既に当初目的を達成し開発が完了したが、最終年度である平成29年度は、レーザーのON/OFFに同期した蛍光X線をエラーなく検出し、高効率化と信頼性が向上するようデジタルパルスプロセッサの改良をメーカーに発注し、システムとしては完成した。しかしながら、利用する予定であったPF-ARリングの運転時間が想定より短く、残念ながら高精度の実験を実施するまでには至らなかった。
一方、上記の開発研究と並行して、光触媒WO3の500fs, 100psの時間分解能でのW-L3吸収端近傍構造、W-L3吸収端EXAFS、W-L1吸収端近傍構造スペクトルの測定並びに解析を行い、また、光触媒BiVO4の500fs, 100psの時間分解能でのBi-L3吸収端近傍構造スペクトル測定・解析を行った。励起状態におけるWあるいはBi周りの構造変化を捉えることに成功した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Capturing local structure modulations of photoexcited BiVO4 by ultrafast transient XAFS2017
Author(s)
Y. Uemura, D. Kido, A. Koide, Y. Wakisaka, Y. Niwa, S. Nozawa, K. Ichiyanagi, R. Fukaya, S. Adachi, T. Katayama, T. Togashi, S. Owada, M. Yabashi, K. Hatada, A. Iwase, A. Kudo, S. Takakusagi, T. Yokoyama, K. Asakura
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Journal Title
Chemical Communications
Volume: 53
Pages: 7314-7317
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A large-gap magnetic topological heterostructure formed by subsurface incorporation of a ferromagnetic layer2017
Author(s)
T. Hirahara, S. V. Eremeev, T. Shirasawa, Y. Okuyama, T. Kubo, R. Nakanishi, R. Akiyama, A. Takayama, T. Hajiri, S. Ideta, M. Matsunami, K. Sumida, K. Miyamoto, Y. Takagi, K. Tanaka, T. Okuda, T. Yokoyama, S. Kimura, S. Hasegawa, and E. V. Chulkov
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Journal Title
Nano Letters
Volume: 17
Pages: 3493-3500
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Controlled Modification of Superconductivity in Epitaxial Atomic Layer-Organic Molecule2017
Author(s)
S. Yoshizawa, E. Minamitani, S. Vijayaraghavan, P. Mishra, Y. Takagi, T. Yokoyama, H. Oba, J. Nitta, K. Sakamoto, S. Watanabe, T. Nakayama and T. Uchihashi
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Journal Title
Nano Letters
Volume: 17
Pages: 2287-2293
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Investigation of excited states of WO3 in picoseconds by L1-edge XANES2017
Author(s)
A. Koide, Y. Uemura, D. Kido, Y. Wakisaka, Y. Niwa, S. Nozawa, S. Adachi, T. Katayama, M. Yabashi, K. Hatada, S. Takakusagi, K. Asakura, B. Ohtani, T. Yokoyama
Organizer
International Conference on Photochemistry
Int'l Joint Research
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[Presentation] Ultrafast structural modulation in the photoexcited BiVO4 observed by transient XAFS spectroscopy2017
Author(s)
Y. Uemura, D. Kido, A. Koide, Y. Wakisaka, Y. Niwa, S. Nozawa, S. Adachi, T. Katayama, T. Togashi, M. Yabashi, A. Iwase, A. Kudo, S. Takakusagi, T. Yokoyama, K. Asakura
Organizer
International Conference on Photochemistry
Int'l Joint Research
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[Presentation] Structural dynamics of photocatalysts observed by ultrafast time resolved XAFS2017
Author(s)
Y. Uemura, D. Kido, A. Koido, Y. Wakisaka, Y. Niwa, S. Nozawa, S. Adachi, T. Katayama, T. Togashi, M. Yabashi, A. Iwase, A. Kudo, S. Takakusagi, T. Yokoyama, K. Asakura
Organizer
International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth
Int'l Joint Research
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[Presentation] Anisotropic Local Structural Change in Excited States of WO32017
Author(s)
A. Koide, Y. Uemura, D. Kido, Y. Wakisaka, Y. Niwa, S. Nozawa, S. Adachi, T. Katayama, M. Yabashi, K. Hatada, S. Takakusagi, K. Asakura, B. Ohtani, T. Yokoyama
Organizer
International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth
Int'l Joint Research
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