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光合成酸素発生マンガンクラスターの電子状態の解明:軟X線発光分光によるアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 14540386
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理学一般
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

原田 慈久  独立行政法人理化学研究所, 量子電子材料研究チーム, 連携研究員 (70333317)

研究分担者 楠 正美  明治大学, 理工学部, 教授 (30061998)
杉浦 美羽  大阪府立大学, 農学部, 助手 (80312255)
高田 恭孝 (高田 泰孝)  独立行政法人理化学研究所, 放射光物性研究室, 先任研究員 (90261122)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2003年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード軟X線発光 / 軟X線吸収 / 溶液セル / マンガンクラスター / 金属蛋白質
研究概要

本研究は、生体内に存在する状態を保持した0光化学系IIの酸素発生4核マンガンクラスターのMn2p内殻励起による軟X線吸収・発光測定を行うことを目的として装置開発を行ってきた。これまで固体や気体試料に限定されていた軟X線吸収・発光実験をターゲットとなるイオン種が非常に低濃度に存在する溶液試料にも適用するために、以下の3つの開発を行った。
1.軟X線発光分光器の高エネルギー分解能化及び高検出効率化
従来測定対象としては十分な信号強度の期待できなかった単層表面吸着試料に対し、分解能1000(E/ΔE)を維持したまま30分程度で測定が行えるようになった。
2.超高真空中で溶液試料を保持するためのSi_3N_4膜付溶液セルの開発・改良
膜厚200nmのSi_3N_4薄膜のついたSiプレート2枚の間に約2μlの溶液試料を挟み込み、真空用シール剤でシールする方法で1x10^<-10>Torrの超高真空中に溶液試料を維持することに成功し、最も安定で高濃度の試料が得られるミオグロビンについてFe2p内殻励起の吸収・発光スペクトルを取得することができた。
3.照射ダメージを避けるための試料位置制御システムの開発
軟X線の影響を最小限に防ぐため、可視光を一切照射をせずに試料を超高真空中に導入し、液体窒素冷却下において、10μm以内の精度で試料位置を制御する機構の開発を行ったが、試料位置の制御に必要な開口面積と耐真空のために制限される開口面積が両立せず、試料位置スキャンするという手法は断念した。そこで、超高真空環境下という制約を外した高エネルギー光電子分光装置による表面鈍感な分光装置の立ち上げを行った。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (16件)

  • [文献書誌] Y.Takata, T.Tokushima, Y.Harada, N.Kamakura, Y.Kitajima, M.Nagasono, Y.Tamenori, H.Ohashi, A.Hiraya, H Ishiguro, S Shin: "A UHV Apparatus for Soft X-Ray Spectroscopy with Symmetry Selection for Solids and Surfaces"AIP conference proceedings. 705. 1186-1189 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takata, K.Tamasaku, T.Tokushima, D.Miwa, S.Shin, T.Ishikawa, M.Yabashi, K.Kobayashi, J.J.Kim, T.Yao, T.Yamamoto, M.Arita, H.Namatame, M.Taniguchi: "A probe of intrinsic valence band electronic structure : Hard x-ray photoemission"Applied Physics Letters. 84. 4310-4312 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Harada, S.Shin: "Polarization dependence in resonant soft X-ray, emission spectroscopy of 3d transition metal compounds"Journal of electron spectroscopy and Related Phenomena. 136. 143-150 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Harada, K.Okada, R.Eguchi, A.Kotani, H.Takagi, T.Takeuchi, S.Shin: "Unique identification of Zhang-Rice singlet excitation in Sr_2CuO_2Cl_2 mediated by O is core hole ; Symmetry-selective resonant soft X-ray Raman scattering study"Physical Review B. 66. 165104-1-165104-5 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ishiwata, M.Watanabe, R.Eguchi, T.Takeuchi, Y.Harada, A.Chainani, S.Shin, T.Hayashi, Y.Hashimoto, S Katsumoto, Y.lye: "Manganese concentration and low-temperature annealing dependence of Ga_<1-x>Mn_xAs by x-ray absorption spectroscopy"Physical Review B. 65. 233201-1-233201-4 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Oura, K.Kobayashi, M.Watanabe, Y.Harada, T.Suzuki, S.Shin, O.Jagutzki: "Feasibility studies of the three-dimensional detector for soft x-ray emission spectroscopy"Surface Review and Letters. 9. 515-520 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tokushima, Y.Harada, M.Watanabe, Y.Takata, E.Ishiguro, A.Hiraya, S.Shin: "Design of a flat field spectrometer for soft X-ray emission spectroscopy"Surface Review and Letters. 9. 503-508 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Harada, M.Oura, M.Watanabe, T.Tokushima, K.Kobayashi, T.Takeuchi, S.Shin: "Soft X-ray emission spectroscopy at the L-edge of transition metals in Metalloproteins"RIKEN Review. 46. 45-47 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takata, T.Tokushima, Y.Harada, N.Kamakura, Y.Kitajima, M.Nagasono, Y.Tamenori, H.Ohashi, A.Hiraya, B.Ishiguro, S.Shin: "GA UHV Apparatus for Soft X-Ray Spectroscopy with Symmetry Selection for Solids and Surfaces"AIP conference proceedings. 705. 1186-1189 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takata, K.Tamasaku, T.Tokushima, D.Miwa, S.Shin, T.Ishikawa, M.Yabashi, K.Kobayashi, J.J.Kim, T.Yao, T.Yamamoto, M.Arita, H.Namatame, M.Taniguchi: "A probe of intrinsic valence band electronic structure : Hard x-ray photoemission"Applied Physics Letters. 84. 4310-4312 (2004)

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  • [文献書誌] Y.Harada, S.Shin: "Polarization dependence in resonant soft X-ray emission spectroscopy of 3d transition metal compounds"Journal of electron spectroscopy and Related Phenomena. 136. 143-150 (2004)

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  • [文献書誌] Y.Harada, K.Okada, R.Eguchi, A.Kotani, H.Takagi, T.Takeuchi, S.Shin: "Unique identification of Zhang-Rice singlet excitation in Sr_2CuO_2Cl_2 mediated by O ls core hole ; Symmetry-selective resonant soft X-ray Raman scattering study"Physical Review B. 66. 165104-13-165104-5 (2002)

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  • [文献書誌] Y.Ishiwata, M.Watanabe, R.Eguchi, T.Takeuchi, Y.Harada, A.Chainani, S.Shin, T.Hayashi, Y.Hashimoto, S.Katsumoto, Y.Iye: "Manganese concentration and low-temperature annealing dependence of Ga_<1-x>Mn_xAs by x-ray absorption spectroscopy"Physical Review B. 65. 233201-1-233201-4 (2002)

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  • [文献書誌] M.Oura, K.Kobayashi, M.Watanabe, Y.Harada, T.Suzuki, S.Shin, O.Jagutzki: "Feasibility studies of the three-dimensional detector for soft x-ray emission spectroscopy"Surface Review and Letters. 9. 515-520 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tokushima, Y.Harada, M.Watanabe, Y.Takata, B.Ishiguro, A.Hiraya, S.Shin: "Design of a flat field spectrometer for soft X-ray emission spectroscopy"Surface Review and Letters. 9. 503-508 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Harada, M.Oura, M.Watanabe, T.Tokushima, K.Kobayashi, T.Takeuchi, S.Shin: "Soft X-ray emission spectroscopy at the L-edge of transition metals in Metalloproteins"RIKEN Review. 46. 45-47 (2002)

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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