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2012 Fiscal Year Annual Research Report

キラル光電子顕微鏡の開発

Research Project

Project/Area Number 22241029
Research InstitutionInstitute for Molecular Science

Principal Investigator

横山 利彦  分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 教授 (20200917)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高木 康多  分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 助教 (30442982)
中川 剛志  分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 助教 (80353431)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywordsキラル / 光電子顕微鏡 / 光電子分光 / レーザー / 円二色性
Research Abstract

本研究の目的は、これまでに全く報告のない回折限界を超えた空間分解能でのキラル識別顕微鏡を、紫外自然円二色性光電子顕微鏡法に基づいて開発することである。その根本原理は、通常の吸収過程の円二色性では双極子禁制遷移となり感度が0.1-0.001%程度しか得られないのに対し、光電子放出の角度分解検出では双極子項が相殺されず感度が10%にもなることを利用するもので、これは全く独創的なアイデアである。本研究が成功すれば、これまで空間分解能が光学顕微鏡レベル(1μm程度)で試料の厚みもμmオーダー必要であったものが、一気にナノレベル(数10nm)で単分子層の厚みまで計測可能になると考えられ、革新的なものとなり得る。
22年度末に角度分解能を備えた光電子顕微鏡が納入され、23年度は真空槽の設計・製作・立上げを行ったが、深紫外光の均質な左右円偏光を得ることに手間取り、24年度は深紫外光の均質な左右円偏光の生成から始めた。窓材をフッ化カルシウムに変更し、やっと利用できるようになった。測定の行いやすいNi薄膜の磁気円二色性では、ほぼリアルタイムで水素吸着や温度上昇下降による磁区構造の変化を追跡することができた。しかしながら、キラル有機薄膜ではTi:Sapphireレーザー4倍波で試料劣化が観測され、また、光エネルギー(最大6 eV)が小さ過ぎ最高占有準位からの光電子を観測しにくく、安定な試料等を用いてさらに検討が必要であることがわかった。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (25 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Path Integral Effective Classical Potential Method Applied to Anharmonicity and Quantum Effects in Thermal Expansion of Invar Alloy2012

    • Author(s)
      T. Yokoyama
    • Journal Title

      e-J. Surf. Sci. Nanotech.

      Volume: 10 Pages: 486-492

    • DOI

      DOI: 10.1380/ejssnt.2012.486.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In operando XAFS Studies of Polyoxometalate Molecular Cluster Batteries: Polyoxometalates as Electron Sponges2012

    • Author(s)
      H. Wang, S. Hamanaka, Y. Nishimoto, S. Irle, T. Yokoyama, H. Yoshikawa and K. Awaga
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 134 Pages: 4918-4924

    • DOI

      10.1021/ja2117206

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Growth process and magnetic properties of iron nanoparticles deposited on Si3N4/Si(111)-(8×8)2012

    • Author(s)
      K. Eguchi, Y. Takagi, T. Nakagawa and T. Yokoyama
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 107 Pages: 174415

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.174415

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Operando Time-resolved X-ray Absorption Fine Structure Study for Surface Events on a Pt3Co/C Cathode Catalyst in a Polymer Electrolyte Fuel Cell during Voltage-Operating Processes2012

    • Author(s)
      N. Ishiguro, T. Saida, T. Uruga, O. Sekizawa, S. Nagamatsu, K. Nitta, T. Yamamoto, S. Ohkoshi, Y. Iwasawa, T. Yokoyama and M. Tada
    • Journal Title

      ACS Catal.

      Volume: 2 Pages: 1319-1330

    • DOI

      10.1021/cs300228p

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 4D Visualization of Structures/Chemical States of Pt/C Cathode Catalyst Layers in Polymer Electrolyte Fuel Cells by 3D-Laminography-XAFS2012

    • Author(s)
      T. Saida, O. Sekizawa, N. Ishiguro, K. Uesugi, M. Hoshina, T. Uruga, S. Ohkoshi, T. Yokoyama and M.Tada
    • Journal Title

      Angew. Chemie. Int. Ed.

      Volume: 51 Pages: 10311-10314

    • DOI

      10.1002/anie.201204478

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Giant Magnetic Anisotropy Energy and Coercivity in Fe island and atomic wire on W(110)2012

    • Author(s)
      T. Nakagawa, Y. Takagi, T. Yokoyama, T. Methfessel, S. Diehl and H.-J. Elmers
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 86 Pages: 144418

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.86.144418

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Laser induced threshold photoemission and its application to photoelectron microscope2012

    • Author(s)
      T. Nakagawa and T. Yokoyama
    • Journal Title

      J. Electron Spectrsc. Relat. Phenom.

      Volume: 185 Pages: 356-364

    • DOI

      10.1016/j.elspec.2012.02.009

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anisotropic Thermal Expansion and Cooperative Invar/Anti-Invar Effects in Mn Alloys2012

    • Author(s)
      T. Yokoyama and K. Eguchi
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 110 Pages: 075901

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.110.075901

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 紫外磁気円二色性光電子顕微鏡2013

    • Author(s)
      横山利彦
    • Organizer
      日本光学会(応用物理学会)第39回冬期講習会「光と磁気-基礎から応用まで-」
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
    • Year and Date
      20130124-20130125
    • Invited
  • [Presentation] Fe/W(110)におけるXMCDによる巨大保持力観測とNi/Cu(001)の水素吸着過程におけるUV MCD PEEMによる磁区変化観測2012

    • Author(s)
      中川剛志、横山利彦
    • Organizer
      第8回放射光表面科学研究部会・顕微ナノ材料研究部会合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      慶應大学(横浜)
    • Year and Date
      20121116-20121117
  • [Presentation] X線吸収分光法によるSi(111)上のバナジルフタロシアニンの分子配向と磁気特性2012

    • Author(s)
      江口敬太郎、高木康多、中川剛志、横山利彦
    • Organizer
      第15回XAFS討論会
    • Place of Presentation
      白兎会館(鳥取)
    • Year and Date
      20120910-20120912
  • [Presentation] 巨大保磁力を有するFe/W(110)のX線磁気円二色性による研究2012

    • Author(s)
      中川剛志、高木康多、横山利彦、T. Methfessel, S. Perkert, H. J. Elmers
    • Organizer
      第15回XAFS討論会
    • Place of Presentation
      白兎会館(鳥取)
    • Year and Date
      20120910-20120912
  • [Presentation] Growth Process and Magnetic Properties of Iron deposited on Si3N4/Si(111)-(8×8)2012

    • Author(s)
      江口敬太郎、高木康多、中川剛志、横山利彦
    • Organizer
      The 15th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure
    • Place of Presentation
      Pullman Beijing West Wanda, Beijing, China
    • Year and Date
      20120722-20120728
  • [Presentation] Anharmonicity and Quantum Effects in Thermal Expansion of Invar Alloy2012

    • Author(s)
      T. Yokoyama
    • Organizer
      The 15th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure
    • Place of Presentation
      Pullman Beijing West Wanda, Beijing, China
    • Year and Date
      20120722-20120728
    • Invited
  • [Presentation] Magnetic Property of Iron Phthalocyanine Films on Metal Surfaces studied by XMCD2012

    • Author(s)
      Y. Takagi, K. Eguchi, T. Nakagawa and T. Yokoyama
    • Organizer
      The 15th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure
    • Place of Presentation
      Pullman Beijing West Wanda, Beijing, China
    • Year and Date
      20120722-20120728
  • [Presentation] Anharmonicity and Quantum Effects in Thermal Expansion of Invar Alloy2012

    • Author(s)
      T. Yokoyama
    • Organizer
      XAFS Theory Workshop “XAFS Theory and Nano Particles” Satellite Conference of XAFS15
    • Place of Presentation
      Chiba University, Chiba
    • Year and Date
      20120718-20120720
    • Invited
  • [Presentation] 軟X線吸収分光法を用いたSi(111)基板上バナジルフタロシアニンの分子配向と磁気特性に関する研究

    • Author(s)
      江口敬太郎、高木康多、中川剛志、横山利彦
    • Organizer
      第26回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
  • [Presentation] Si(111)基板上バナジルフタロシアニン薄膜のXAS/XMCD測定

    • Author(s)
      江口敬太郎、高木康多、中川剛志、横山利彦
    • Organizer
      第8回放射光表面科学研究部会・顕微ナノ材料研究部会合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      慶應大学(横浜)
  • [Presentation] Energy Filtered Magnetic Circular Dichroism PEEM for Magnetic Domain Observation

    • Author(s)
      T. Nakagawa, T. Yokoyama
    • Organizer
      8th International Workshop on LEEM/PEEM
    • Place of Presentation
      Regal Kowloon Hotel, Hong Kong
    • Invited
  • [Presentation] Giant Magnetic Anisotropy Energy and Coercivity in Fe island and atomic wire on W(110)

    • Author(s)
      T. Nakagawa, Y. Takagi, T. Yokoyama,T. Methfessel, S. Pertert, and H. -J. Elmers
    • Organizer
      21th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces
    • Place of Presentation
      Fudan University, Shanghai, China
  • [Presentation] Magnetic Property of Iron Phthalocyanine Films on Metal Surfaces studied by XMCD

    • Author(s)
      Y. Takagi, K. Eguchi, T. Nakagawa and T. Yokoyama
    • Organizer
      The 21th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces
    • Place of Presentation
      Fudan University, Shanghai, China
  • [Presentation] 金属表面上の鉄フタロシアニン薄膜のXMCD測定

    • Author(s)
      高木康多,江口敬太郎, 中川剛志,横山利彦
    • Organizer
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(横浜)
  • [Presentation] Giant Magnetic Anisotropy Energy and Coercivity in Fe island and atomic wire on W(110)

    • Author(s)
      T. Nakagawa, Y. Takagi, T. Yokoyama,T. Methfessel, S. Pertert, and H. -J. Elmers
    • Organizer
      International Conference on Magnetism
    • Place of Presentation
      Bexco, Busan, Korea
  • [Remarks] MnNi合金のインバー/逆インバー特性の起源を解明

    • URL

      http://www.ims.ac.jp/topics/2012/130206.html

  • [Remarks] 熱膨張しない金属「インバー合金」のインバー/逆インバー特性の起源を解明

    • URL

      http://imss.kek.jp/news/2013/topics/0207invar/index.html

URL: 

Published: 2014-07-24  

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