Synchrotron Mossbauer small-angle scattering using a variable bandwidth nuclear spectrometer

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H03909
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Quantum beam science
• Research Institution: National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
• Principal Investigator: Mitsui Takaya 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 放射光科学研究センター, 上席研究員(定常) (20354988)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 増田 亮 京都大学, 複合原子力科学研究所, 研究員 (50455292) ; 平尾 直久 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (70374915)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: メスバウアー分光 / 超単色X線 / 放射光 / 小角散乱 / 磁性材料 / 核共鳴散乱 / 金属微細組織 / 超高分解能

Outline of Final Research Achievements

A high performance nuclear spectrometer has been developed to generate bandwidth controlled 57Fe synchrotron radiation Mossbauer gamma rays and it was applied to nuclear resonant small angle scattering spectroscopy. This novel method enables local analysis of the electron magnetic structure related to the micro structure, strain, defects and ordered phase fluctuation of iron-based materials. The developed measurement techniques are impossible with non-directed gamma rays from conventional radioactive isotopes. A variable-bandwidth 57Fe synchrotron Mossbauer source will open up new possibilities of synchrotron studies with an ultra-high resolution of neV to μeV.

Free Research Field

量子ビーム科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ｎｅＶ～μｅＶ領域でバンド幅可変の放射光メスバウアーγ 線の生成とその応用は、世界的に例がなく、本研究で開発する放射光メスバウアー小角散乱法は、物質内部の微細構造や歪、欠陥や揺らいだ秩序相の電子－磁気構造解析を可能にする新しい量子ビーム利用技術である。開発された計測法は、鋼材、磁性体、超伝導体から地球惑星物質等の広い材料分野での応用が期待できる。ｎｅＶ～μｅＶ領域の放射光メスバウアーγ 線の高出力での生成の成功は、超高分解能放射光X線非弾性散乱を可能にするもので、新しい研究分野の開拓にも繋がる。