2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on interaction between intense X-rays and materials
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15H03597
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
玉作 賢治 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, チームリーダー (30300883)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | X線 / 原子・分子物理 / 高性能レーザー / 量子ビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、X線自由電子レーザーが実現して初めて利用できるようになった高強度X線と物質との相互作用を研究するものである。
これまでに、大立体角・高分解能の発光分光器を開発し、並行して銅箔で世界で初めてX線２光子吸収スペクトルを測定に成功した。この２光子吸収分光に利用したX線強度は、事前の理論的な検討で試料に深刻なダメージを与えない程度に弱めてあったが、試料表面には溶けた跡が見られた。これを受けて、最終年度は試料のダメージを評価することとした。このために、開発した発光分光器を用いて蛍光X線のスペクトルをモニタしながら、１光子吸収スペクトルの強度依存性を測定した。その結果、ダメージの閾値は当初考えていたよりもかなり低いことが分かった。そして、２光子吸収分光は閾値付近で行われていたため、完全なダメージフリーとは言えないが、スペクトルへのダメージの影響は少ないと判断した。
銅の２光子吸収と１光子吸収でスペクトルが異なることが、ダメージによるものでないことが示されたので、これを半定量的に解析した。その結果、１光子吸収と２光子吸収の吸収端のシフト量は、1sにホールが生成されることによる3d軌道のエネルギー変化とよく一致していることが分かった。さらに、吸収端に向かって発散的に増大するスペクトル形状が金属の不完全殻への遷移に特徴的なであることが判明した。これらから、X線の２光子吸収分光によって１光子過程を利用した通常のX線吸収分光では見ることのできない3d軌道を調べられることが示された。
さらに、発光分光器を利用して、共鳴２光子吸収スペクトルの測定にも成功した。このデータの解析は現在も継続中である。
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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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Research Products
(2 results)
