2008 Fiscal Year Annual Research Report
レーザー誘起パルスX線を用いた巨大分子系の光励起状態の構造解明
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20245002
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福村 裕史 Tohoku University, 大学院・理学研究科, 教授 (50208980)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ZHANPEISOV Nurbosyn 東北大学, 大学院・理学研究科, 講師 (10326275)
梶本 真司 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (80463769)
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| Keywords | 時間分解X線回折 / レーザー誘起X線発生 / 硫酸銅結晶 / d-d遷移 / X線光学系 / 四塩化炭素 / 動径分布関数 |
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| Research Abstract |
巨大分子系の光励起状態の測定に先立ち、硫酸銅結晶のd-dバンド励起に伴う(220)面のX線回折像の時間分解測定を行った。その結果、d電子が非結合性軌道より反結合性軌道に励起されることによって、ミリオングストローム以下のわずかな格子面の膨張が観測された。この膨張は光励起後10ピコ秒で既に消失しており、結晶内の電子遷移による極めて早い緩和通程をとらえることに成功したと考えられる。これと平行して、溶液中におけるX線回折像の測定に取り組むため、定常X線による溶液測定法の確立を図った。溶液試料として四塩化炭素等を用いて測定を行い、開発したソフトウエアを用いて動径分布関数を求め、既存の.データと比較して妥当性を確認した。これを用いて四塩化炭素を適当な濃度でトルエンに溶解した溶液を用いて濃度依存性を調べたところ、1モル濃度程度以上の濃度であれば、測定が可能であることがわかった。これらの予備的実験によって、溶液内での光励起状態のX線回折像の測定ができる準備が整つた。特に、今年度に購入したX線測定用CCD検出器の感度と空間分解能は、従来のイメージインテンシファイヤーを用いたものと比較して格段の差があり、同じく導入した3kHzの高繰り返しフェムト秒レーザーと合わせて、質の高いデータが得られるものと期待される。さらに、溶液測定用にパルスX線をコリメートする光学系についても検討を行った。ポリキャピラリーレンズ、楕円鏡、ゲーベル(多層膜)鏡などを検討したところ、試料上でのスポットサイズが155ミクロンでビームの広がりが0.2度である楕円鏡が最適であると結論した。
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