2011 Fiscal Year Annual Research Report
X線自由電子レーザーを利用する液体中の中距離立体構造の解明
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23241033
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
八尾 誠 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70182293)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 和博 京都大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (50362447)
永谷 清信 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (30273436)
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| Keywords | 自由電子レーザー / 液体の中距離構造 / クラスター / 室温イオン液体 / 液体金属 |
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| Research Abstract |
23年度は、既存の希ガスクラスター装置を利用して、SCSS試験加速器を用いて電子分光やポンプープローブ計測の為の実験技術開発を行うと共に、SACLAから得られるX線自由電子レーザーを利用する実験装置の立ち上げ、調整を行った。
SCSS試験加速器では、希ガスクラスターを試料として極紫外自由電子レーザーの照射効果の研究を行った。運動量画像分光装置による電子スペクトル計測について、バックグランド信号低減の為の改良を加えることで、強力なFELパルス照射下においても信頼性の高い電子スペクトルが得られる事を確認した。特に、ネオンクラスターの電子スペクトルについて詳細な検討を加え、エキシトンーモット転移によりFEL照射後のネオンクラスターで励起子の非局在化が起とっていることを示唆する結果を得た。さらに、FELと赤外レーザーの波長の異なる二色のレーザーを用いたポンプープローブ実験の為の技術開発を進め、キセノンクラスターを試料としてポンプープローブ実験により実時間計測を行い、FEL照射後数ピコ秒から数十ピコにわたる早い時間スケールでのクラスター解離ダイナミクスの情報を得ることに成功した。
SACLAでは、実験装置の動作試験を行い、装置の性能評価を行った。23年度は、原子・分子や希ガスクラスターを試料とした計測によって、XFEL専用のクラスター源、荷電粒子検出装置、X線検出器(CCD検出器)、精密位置合わせ機構や、散乱X線を除去するための光学部品の動作を確認し、SACLAの本格稼働に向けた準備を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度はSACLA稼働開始の年度にあたり、試験実験によりXFEL専用装置の性能評価を実施することができた。また、試験加速器を用いた予備実験により、FEL利用技術の開発と、FEL照射効果に関する理解を進めた。現時点で、研究目的の達成に向けて順調に研究が進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度以降は、原子・分子やクラスターを試料として、XFELと物質の相互作用について基本的な知見を得ると共に、X線構造解析のための実験技術開発を進める。特に、研究当初に利用を予定していたドイツグループのX線検出器が利用困難となってしまったため、実験スケジュールの修正を行う。SACLAで開発中のX線検出器を利用できるよう、装置の改造や実験方法を見直し24年度中に対応を進める。
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