2022 Fiscal Year Annual Research Report
New structural analysis using multi-atom resonance
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20K12485
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
馬場 祐治 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究嘱託 (90360403)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下山 巌 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (10425572) [Withdrawn]
本田 充紀 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究副主幹 (10435597)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 多原子共鳴 / 放射光 / 構造解析 / 蛍光X線 / 光電子分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、多原子共鳴という現象を利用して新しい構造解析法を確立することを目的とし、令和2年度から3年計画で実施した。最終年度である令和4年度は、前年度までに明らかにした2種類の元素から成る分子の多原子共鳴のデータに基づき、3種類以上の元素から成る複雑な物質の構造解析に適用可能かどうかについて検討した。
酸化物高温超電導体であるY-Ba-Cu-Oでは、イットリウムの2p電子を共鳴励起した時に、他の原子から放出される光電子強度を測定した。その結果、Cu 2p3/2から放出される光電子の強度が約5%減少するのに対し、Ba 3d5/2などから放出される光電子強度に変化は認められなかった。Y-Ba-Cu-Oはペロブスカイト構造をしており、イットリウム原子はCuO2層に挟まれ、その外側にバリウム原子が存在する。従ってイットリウムに最近接した銅からの光電子強度のみが変化したものと考えられる。
次に、環境試料の金雲母（組成はKMg3AlSi3O10F2）について検討した。カリウムの1s電子を共鳴励起した時、他の原子から放出される蛍光X線強度を測定した結果、Si KX線の強度だけが15%減少することを見出した。この雲母は、カリウム原子をSiO4四面体層がサンドイッチする構造をしており、その外側にアルミニウム原子が存在する。従って蛍光X線の強度変化は、カリウムに最近接した原子のみで起こることがわかった。
以上の結果から、多原子共鳴現象を使うと、多成分系の試料においても測定対象元素に隣接する元素を特定できることを明らかにした。本手法は、今後、先端材料、環境試料、生物試料など複雑な組成を持つ物質の構造解析への応用が広まると期待される。
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Research Products
(4 results)
