2008 Fiscal Year Annual Research Report
「忘れられた蛍光」Lγ4線を用いた、ランタノイドの価数選別XAFS分光
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20350039
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| Research Institution | Japan Women's University |
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Principal Investigator |
林 久史 Japan Women's University, 理学部, 准教授 (60250833)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河村 直己 (財)高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 副主幹研究員 (40393318)
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| Keywords | 状態選別XAFS / 価数選別XAFS / スピン選別XAFS / 化学シフト / 共鳴X線非弾性散乱 / 価数揺動材料 / ランタノイド材料 / 局所構造 |
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| Research Abstract |
本研究は、研究代表者が独自に開発したX線発光分光器、「孔雀型分光器」を高感度化しランタノイドの微弱発光線:Lγ_4線を高分解能分光することで、これまで誰もなしえなかったランタノイド化合物の「価数選別X線吸収微細構造(XAFS)」測定に挑むものである。
本年度は、本経費を用いてSi半導体検出器と関連する計測システム(シングルチャンネルアナライザーと4連カウンター)を購入し、孔雀型分光器で検出器として用いていたシンチレーションカウンターと全て入れ変えた。この改良によって、迷光成分がほぼ除去でき、「価数選別XAFS」測定が完全に射程に入った。
本年度の実験はまず、申請前に〜5eVの化学シフトを示すことがわかっていたEuS(2価)とEu_2O_3(3価)の1:1の混合物を調製し、Eu Lγ4線を測定、2価成分と3価成分のXAFSが得られるかどうかを確認した。その結果、混合物のEu Lγ_4スペクトルのうち、2価敏感な発光エネルギーと3価敏感な発光エネルギーをモニターして励起エネルギーを掃引すると、それぞれの価数を選別したXAFSスペクトルが得られることが実験的に立証された。さらにEu Lγ_4は価数だけでなく、Euのスピンにも敏感なことが示され、Eu Lγ_4は価数とスピンの両方を選別したXAFSのプローブとなりうることがわかった。引き続いて行った実験では、改良された孔雀型分光器を用いれば、実際の価数揺動材料:Eu_3Pd_<20>Ge_6や実用蛍光材料:BaMgAl_<10>O_<17>:Euの価数選別測定ができることも示せた。
こうした成果はX線分光分野を超えて大きなインパクトを与え、分析化学一般の権威ある雑誌、Anal.Chem.にただちに印刷が決定された。また国内の2学会で講演した他、来年度のXAFSの国際会議(XAFS14)でも講演が予定されている。
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