X線自由電子レーザーを利用する液体構造3次元解析法の開発に向けて

• 研究課題/領域番号: 21654050
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 八尾 誠 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70182293)
• 研究分担者: 永谷 清信 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (30273436) ; 川北 川北 (川北 至信) 日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター (50264015)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,370千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2009年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: X線自由電子レーザー / ナノ液滴 / 室温イオン液体 / 液体構造解析 / 逆モンテカルロ法 / 自由電子レーザー / 液体の中距離構造 / 極紫外自由電子レーザー / 構造モデリング

研究概要

本研究では、X線自由電子レーザーから得られる高強度コヒーレントパルス光を用いた液体の3次元構造解析の実現を目指して、実験および解析手法の開発を進めた。実験では、XFEL実験に供する液体試料を生成するエレクトロ・スプレー・イオン化装置の開発と、XFELによる試料損傷の評価を行った。XFELを用いた液体の構造解析手法として、逆モンテカルロ法を基にした、実空間からの構造決定法の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Doubly resonant three-photon double ionization of Ar atoms induced by an EUV free-electron laser (2011)
  • 著者名/発表者名: E. V. Gryzlova, Ri Ma, H. Fukuzawa, K. Motomura, A. Yamada, K. Ueda, A. N. Grum-Grzhimailo, N. M. Kabachnik, S. I. Strakhova, A. Rouz´ee, A. Hundermark, M. J. J. Vrakking, P. Johnsson, K. Nagaya, S. Yase, Y. Mizoguchi, M. Yao, M. Nagasono, K. Tono, T. Togashi, Y. Senba, H. Ohashi, M. Yabashi, and T. Ishikawa
  • 雑誌名: Phys Rev 巻: A84 ページ: 63405-63405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Second-order autocorrelation of XUV FEL pulses via time resolved two-photon single ionization of He (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Moshammer, Th. Pfeifer, A. Rudenko, Y. H. Jiang, L. Foucar, M. Kurka, K. U. Kuhnel, C. D. Schroter, J. Ullrich, O. Herrwerth, M. F. Kling, X.-J. Liu, K. Motomura, H. Fukuzawa, A. Yamada, K. Ueda, K. L. Ishikawa, K. Nagaya, H. Iwayama, A. Sugishima, Y. Mizoguchi, S. Yase, M. Yao, N. Saito, A. Belkacem, M. Nagasono, A. Higashiya, M. Yabashi, T. Ishikawa, H. Ohashi, H. Kimura, and T. Togash
  • 雑誌名: OPTICS EXPRESS 巻: Vol.19, Issue 22 ページ: 21698-21706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Doubly resonant three-photon double ionization of Ar atoms induced by an EUV free-electron laser (2011)
  • 著者名/発表者名: E.V.Gryzlova, M.Yao, 他22名
  • 雑誌名: Phys Rev A 巻: 84 号: 6 ページ: 63405-63405
  • DOI: 10.1103/physreva.84.063405
  • 査読あり
• [雑誌論文] second-order autocorrelation of XUV FEL pulses via time resolved two-photon single ionization of He (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Moshammer, M.Yao, 他30名
  • 雑誌名: OPTICS EXPRESS 巻: 19 号: 22 ページ: 21698-21706
  • DOI: 10.1364/oe.19.021698
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metallic-like droplets produced by irradiating rare-gas clusters with free electron laser pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Yao, K.Nagaya, H.Iwayama, H.Fukuzawa, K.Ueda, M.Nagasono, T.Ishikawa
  • 雑誌名: Euro.Phys.J., Special Topics "Liquid and Amorphous metals : current trends and future perspectives" 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coulomb explosion imaging of bromo-benzene and bromophenol molecules following Br K-shell ionization (2010)
  • 著者名/発表者名: H Iwayama, K Nagaya, H Murakami, Y Ohmasa, M Yao
  • 雑誌名: J. Phys. B : At. Mol. Opt. Phys. 巻: 43 ページ: 185207-185207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoelectron spectroscopy of sequential three-photon double ionization of Ar irradiated by EUV free-electron laser pulses (2010)
  • 著者名/発表者名: H Fukuzawa, E V Gryzlova, K Motomura, A Yamada, K Ueda, A N Grum-Grzhimailo, S I Strakhova, K Nagaya, A Sugishima, Y Mizoguchi, H Iwayama, M Yao, N Saito, P Piseri, T Mazza, M Devetta, M Coreno, M Nagasono, K Tono, M Yabashi, T Ishikawa, H Ohashi, H Kimura, T Togashi and Y Senba
  • 雑誌名: J. Phys. B : At. Mol. Opt. Phys. 巻: 43 ページ: 111001-111001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion-ion coincidence studies on multiple ionizations of N2 and O2 molecules irradiated by EUV free-electron laser pulses (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Yamada, H. Fukuzawa, K. Motomura, X.-J. Liu, L. Foucar, M. Kurka, M. Okunishi, K. Ueda, N. Saito, H. Iwayama, K. Nagaya, A. Sugishima, H. Murakami, M. Yao, A. Rudenko, K. U. Kuhnel, J. Ullrich, R. Feifel, A. Czasch, R. Dorner, M. Nagasono, A. Higashiya, M. Yabashi, T. Ishikawa, H. Ohashi, H. Kimura, and T. Togashi
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 132 ページ: 204305-204305
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contact less measurements of charge migration within single molecules (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nagaya, H. Iwayama, A. Sugishima, Y. Ohmasa, M. Yao
  • 雑誌名: App. Phys. Lett. 巻: 96 ページ: 233101-233101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhomogeneous charge redistribution in Xe clusters exposed to intense extreme ultraviolet free electron laser (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Iwayama, A. Sugishima, K. Nagaya, M. Yao, , H. Fukuzawa, K. Motomura, X.-J. Liu, A. Yamada, C. Wang, K. Ueda, N. Saito, M. Nagasono, K. Tono, M. Yabashi, T. Ishikawa, H. Ohashi, H. Kimura, and T. Togashi
  • 雑誌名: J. Phys. B : At. Mol. Opt. Phys. 巻: 43 ページ: 161001-161001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coulomb explosion imaging of bromobenzene and bromophenol molecules following Br K-shell ionization (2010)
  • 著者名/発表者名: H Iwayama, K Nagaya, H Murakami, Y Ohmasa, M Yao
  • 雑誌名: J.Phys.B : At.Mol.Opt.Phys. 巻: 43 号: 18 ページ: 185207-185207
  • DOI: 10.1088/0953-4075/43/18/185207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhomogeneous charge redistribution in Xe clusters exposed to intense extreme ultraviolet free electron laser (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Iwayama, A.Sugishima, K.Nagaya, M.Yao, et al.
  • 雑誌名: J.Phys.B : At.Mol.Opt.Phys.Fast track 巻: 43 ページ: 161001-161001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectric permittivity of room temperature ionic liquids : A relation to the polar and non-polar domain structures (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Mizoshiri, T.Nagao, Y.Mizoguchi, M.Yao
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 巻: 132 ページ: 164510-164510
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple ionization of atomic argon irradiated by EUV free-electron laser pulses at 62 nm : evidence of sequential electron strip (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Motomura, H. Fukuzawa, L. Foucar, X.-J. Liu, G. Prumper, K. Ueda, N. Saito, H. Iwayama, K. Nagaya, H. Murakami, M. Yao, A. Belkacem, M. Nagasono, A. Higashiya, M. Yabashi, T. Ishikawa, H. Ohashi and H. Kimura
  • 雑誌名: J. Phys. B : At. Mol. Opt. Phys 巻: 42 ページ: 221003-221003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissociation dynamics of C6H6 and C6H5F molecules following carbon 1s and fluorine 1s photoionization studied by 3D momentum imaging method (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Nagaya, H. Iwayama, M. Yao, J. Adachi, Y. Kimura, M. Yamazaki, A. Yagishita
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 131 ページ: 114309-114309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frustration of direct photoionizations of Ar clusters in intense extreme ultraviolet pulses from a free electron laser (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Nagaya, M. Yao, H. Fukuzawa, X.-J. Liu, G. Prumper, M. Okunishi, K. Shimada, K. Ueda, T. Harada, M. Toyoda, M. Yanagihara, M. Yamamoto, K. Motomura, N. Saito, A. Rudenko, J. Ullrich, L. Foucar, A. Czasch, R. Dorner, M. Nagasono, A. Higashiya, M. Yabashi, T. Ishikawa, H. Ohashi, and H. Kimura
  • 雑誌名: J. Phys. B : At. Mol. Opt. Phys. 巻: 42 ページ: 134019-134019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frustration of direct photoionizations of Ar clusters in intense extreme ultraviolet pulses from a free electron laser (2009)
  • 著者名/発表者名: H Iwayama, K Nagaya, M Yao, et al.
  • 雑誌名: J.Phys.B :At.Mol.Opt.Phys. 42 ページ: 134019-134019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion momentum spectroscopy on multiple ionization of Xe clusters irradiated by EUV free-electron laser pulses (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Fukuzawa, H.Iwayama, K.Nagaya, M.Yao, K.Motomura, N.Saito, A.Rudenko, J.Ullrich, et al.
  • 雑誌名: Physical Review A 79
  • 査読あり
• [学会発表] ネオン・クラスターのEUV-FEL誘起イオン化のクロスオーバー (2012)
  • 著者名/発表者名: 八瀬哲志、八尾誠, 他20名
  • 学会等名: 第25回放射光学会年会・放射光化学合同シンポジウム
  • 発表場所: 佐賀県鳥栖市民文化会館・中央公民館
  • 年月日: 2012-01-09
• [学会発表] Brief introduction to the liquid state physics (2011)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yao
  • 学会等名: JSPS-DFG Bilateral Seminar
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] EUV-FELによるクラスターの多重イオン化とダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 永谷清信
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] EUV-FELによるクラスターの多重イオン化とダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 永谷清信
  • 学会等名: 日本物理学会 第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Dynamics of multiple photoionization of rare-gas clusters caused by intense EUV-FEL pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Nagaya
  • 学会等名: International workshop DyNano 2011 Structure and Dynamics of Nano-objects using short wavelength radiation
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] EUV-FELによるクラスターの多重イオン化とダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 永谷清信
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
• [学会発表] 動的光散乱法による複雑液体の表面張力波の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大政義典, 八尾誠
  • 学会等名: 文部科学省科学特別研究費補助金特定領域研究報告会特定領域研究ソフトマター物理研究会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] Dynamics of multiple photoionization of rare-gas clusters caused by intense EUV-FEL pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: Kiyonobu Nagaya
  • 学会等名: International workshop DyNano2011
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] イオン化におけるMore is Different (2010)
  • 著者名/発表者名: 八尾誠
  • 学会等名: Symposium on"Invitation to Integrated Complex System Sciences"
  • 発表場所: 京都大学理学研究科セミナーハウス
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] Inhomogeneous chemical reaction fields (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Yao
  • 学会等名: Workshop of Room Temperature Ionic Liquids in NDA
  • 発表場所: 防衛大学
  • 年月日: 2010-07-21
• [学会発表] Inhomogeneous chemical reaction fields (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yao
  • 学会等名: Workshop of Room Temperature Ionic Liquids in NDA
  • 発表場所: 防衛大学(招待講演)
  • 年月日: 2010-07-21
• [学会発表] International workshop DyNano2011" Structure and Dynamics of Nano-objects using short wavelength radiation" (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nagaya, H. Iwayama and M. Yao, Kyoto U.
  • 学会等名: Measurements of charge migration within single molecules using deep inner-core excitation combined with molecular imaging method
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Studies on Interaction of Clusters with Intense EUV-FEL Pulses at Spring 8 (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nagaya
  • 学会等名: International conference on many particle spectroscopy of atoms, molecules, clusters and surfaces(MPS2010)
  • 発表場所: Sendai, Japan
• [学会発表] Metallic-like droplets produced by irradiating rare-gas clusters with free electron laser pulses (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yao
  • 学会等名: 14th International Conference on Liquid and Amorphous Metals
  • 発表場所: Italy, Roma
• [学会発表] Self-organized charge redistribution in pure and mixed rare-gas clusters (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto YAO
  • 学会等名: International Workshop(DyNano-2010): Structure and Dynamics of Nano-objects using short wavelength radiation
  • 発表場所: France, Corsica
• [学会発表] Studies on Interaction of Clusters with Intense EUV-FEL Pulses at SPring8 (2010)
  • 著者名/発表者名: Kiyonobu Nagaya
  • 学会等名: International conference on many particle spectroscopy of atoms, molecules, clusters and surfaces
  • 発表場所: 仙台市(招待講演)
• [学会発表] ドメイン構造を有する室温イオン液体の誘電的性質 (2009)
  • 著者名/発表者名: 溝尻誠, 長尾武奈, 溝口悠里, 八尾誠
  • 学会等名: 日本物理学会 2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学 黒髪キャンパス
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] INFLUENCES OF DOMAIN STRUCTURES ON THE BULK AND SURFACE DYNAMICS OF ROOM TEMPERATURE IONIC LIQUIDS (2009)
  • 著者名/発表者名: 八尾誠
  • 学会等名: 6th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems
  • 発表場所: ローマ大学 (イタリア)
  • 年月日: 2009-08-31
• [学会発表] Cluster experiments at SCSS : present status and perspective
  • 著者名/発表者名: K. Nagaya, Kyoto U.
  • 学会等名: JSPS-DFG Bilateral Seminar
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [図書] 基礎物理学シリーズ11 現代物理学の世界 トップ研究者からのメッセージ12章 不規則系物理学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 八尾誠
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: 講談社