軟X線発光分光の開発とタンパク質、DNA等の生体物質の電子状態の研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16104004
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 辛 埴 東京大学, 物性研究所, 教授 (00162785)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 啓介 財団法人高輝度光科学研究センター, 放射光研究所, 主任研究員(グループリーダー) (50372149) ; 高田 恭孝 独立行政法人理化学研究所, 辛放射光物性研究室, 先任研究員 (90261122) ; 横谷 尚睦 岡山大学, 大学院自然科学研究科, 教授 (90311646) ; 原田 慈久 独立行政法人理化学研究所, 量子材料研究グループ, 連携研究員 (70333317)
• Keywords: 溶液 / 軟X線吸収 / 軟X線発光 / ミオグロビン / 電子状態 / 鉄イオン / 配位子場

Research Abstract

本年度は以下の研究を行った。
1.溶液試料マウントを用いたミオグロビン溶液の軟X線吸収測定
昨年度超純水の送液による軟X線吸収実験を行った装置に改良を加え、ミオグロビン溶液の送液による軟X線吸収実験を行った。また、膜破損によるビームライン光学装置の損傷等を回避するため、Si3N4薄膜の酸、アルカリなどの種々の溶液に対する耐性を調査し、一方で測定チャンバーには昨年度試作した緊急作動ポンプ、ダイアフラム、冷却トラップの改良版を設置、動作試験を行った。最終的に送液による超純水及びミオグロビン溶液の軟X線吸収測定を簡便に行うことができるようになった。特にミオグロビンはヘム核にCO分子が吸着した場合と水分子が吸着した場合(メト)型で吸収スペクトルが従来期待されていたような大きな変化を示さないことがわかった。
2.溶液試料急速冷凍システムの製作
昨年度設計を行った溶液試料急速冷凍システムの発注、製作を行い、液体ヘリウムによるコールドヘッドの10Kまでの冷却試験をおこなった。次にコールドヘッドに内蔵される試料ディスクの回転機構、位置調整機構の試験を40Kまでの低温下で行った。この試験の結果を元に現在改良を進めている。
3.軟X線発光分光器の発注、製作、調整、固体試料によるテスト実験
昨年度設計した斜入射平面結像型の軟X線発光分光器を発注・製作した。分光器の調整は分光器全体の高さ調整のみで容易に行うことが出来るようになった。エネルギー分解能は光学シミュレーションにより最大でE/ΔE=3000が見込まれる。固体試料(SiO2)のテスト実験では分解能1600E/ΔEの到達を確認した。

Research Products

• [Journal Article] Direct observation of site-specific valence electronic structure at the SiO_2/Si interface (2006)
  • Author(s): Y.Yamashita, S.Yamamoto, K.Mukai, J.Yoshinobu, Y.Harada, T.Tokushima, T.Takeuchi, Y.Takata, S.Shin, K.Akagi, S.Tsuneyuki
  • Journal Title: Phys.Rev.B 73 Pages: 045336-045339
• [Journal Article] Electronic Structure of Protonic Conductor SrTi_<0.98>Sc_<0.02>O_3 probed by soft X-ray spectroscopy (2005)
  • Author(s): T.Higuchi S.Yamaguchi, S.Shin, T.Hattori, T.Tsukamoto
  • Journal Title: Jpn.J.Appl.Phys. 44 Pages: 285-286
• [Journal Article] Iron Nanoparticles in Amorphous SiO_2X-ray Emission and Absorption Spectra (2005)
  • Author(s): E.Z.Kurmaev, D.A.Zatsepin, S.O.Cholakh, B.Schmidt, Y.Harada, T.Tokushima, H.Osawa, S.Shin, T.Takeuchi
  • Journal Title: Physics of the Solid State 47 Pages: 754-757
• [Journal Article] Local bonding structure in mechanically activated TiH_2 and TiH_2 +graphite mixture (2005)
  • Author(s): E.Z.Kurmaev O.Morozov T.I.Khomenko, Ch.Borchers, S.N.Nemnonov, Y.Harada, T.Tokushima, H.Osawa, T.Takeuchi, S.Shin
  • Journal Title: Journal of Alloys and Compounds 395 Pages: 240-246
• [Journal Article] Direct observation of a neutral Mn acceptor in Ga_<1-x>Mn_xAs by resonant x-ray emission spectroscopy (2005)
  • Author(s): Y.Ishiwata, T.Takeuchi, R.Eguchi, M.Watanabe, Y.Harada, K.Kanai, A.Chanani, M.Taguchi, S.Shin, M.C.Debnath, I.Souma Y.OKa, T.Hayashi, Y.Hashimoto, S.Katsumoto, Y.Iye
  • Journal Title: Phys.Rev.B 71 Pages: 121202(R)-121205(R)
• [Journal Article] Electronic structure of the Ga_<1-x>Cr_xN studied by high-energy photoemission spectroscopy (2005)
  • Author(s): J.J.Kim, H.Makino, T.Yao, Y.Takata, K.Kobayashi, T.Yamamoto, T.Hanada, M.W.Cho, E.Ikenaga, D.Miwa, Y.Nishino, K.Tamasaku, T.Ishikawa, S.Shin
  • Journal Title: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 144-147 Pages: 561-564
• [Journal Article] Intermolecular Interaction by Apical Oxygen in Titanyl Phthalocyanine (2005)
  • Author(s): Y.Harada, T.Tokushima, Y.Takata, N.Kamakura, T.Takeuchi, K.Kobayashi, Y.Shirota, S.Shin
  • Journal Title: Jpn.J.Appl.Phys. 44 Pages: L1147-L1149
• [Journal Article] Ion irradiation induced reduction of Fe^<3+> to Fe^<2+> and Fe^0 in triethoxysilane films (2005)
  • Author(s): R.G.Wilks, E.Z.Kurmaev, J.C.Pivin, A.Hunt, M.V.Yablonskikh, D.A.Zatsepin, A.Moewes, S.Shin, P.Palade, G.Principi
  • Journal Title: J.Phys.:Condens.Matter 17 Pages: 7023-7028
• [Journal Article] Electronic structure of protonic conductor SrZr_<0.09>Mo_<0.10>O_3 (M=Y^<3+>, Sc^<3+>) probed by soft-X-ray spectroscopy (2005)
  • Author(s): T.Higuchi, T.Tsukamoto, H.Matsumoto, T Shimura, K.Yashiro, T.Kawada, J.Mizusaki, S.Shin, T.Hattori
  • Journal Title: Solid State Ionics 176 Pages: 2435-2438
• [Journal Article] Temperature-Dependent Luttinger Surfaces (2005)
  • Author(s): T.Ito, A.Chainani, T.Haruna, K.Kanai, T.Yokoya, S.Shin, R.Kato
  • Journal Title: Phys.Rev.Lett. 95 Pages: 246402-246405
• [Journal Article] Electronic Structure in Valence Band of Nd-Substituted Bi_4Ti_3O_<12> Single Crystal Probed by Soft-X-Ray Emission Spectroscopy (2005)
  • Author(s): T.Higuchi, Y.Noguchi, T.Goto, M.Miyayama, S.Shin, K.Kaneda, T.Hattori, T.Tsukamoto
  • Journal Title: Jpn.J.Appl.Phys. 44 Pages: L1491-L1493