| 研究課題/領域番号 |
21H03746
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
玉作 賢治 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, チームリーダー (30300883)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
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| キーワード | X線非線形光学 / X線自由電子レーザー / ２光子吸収 / 共鳴非弾性X線散乱 / 蛍光X線 / X線非線形分光 / 非線形光学 / 発光分光 / X線発光分光器 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、非線形な共鳴非弾性X線散乱が可能であることを世界で初めて実証する。その上で、非線形な共鳴非弾性X線散乱を、酸化状態やスピン状態の異なる物質に適用し、それらの状態がスペクトル上にどのように現れるかを明らかにする。非線形な共鳴非弾性X線散乱の原理的な実証実験と基礎的な研究は、既存の装置でも測定可能と考えられる銅箔を用いて行う。より詳細な電子状態の研究には、マンガン化合物の水溶液を用いる。密度の低い水溶液でも非線形な共鳴非弾性X線散乱を測定するために、格段に高感度な大口径の走査型発光分光器を開発する。
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| 研究成果の概要 |
Ｘ線領域での新しい非線形過程である非線形な共鳴非弾性Ｘ線散乱（非線形RIXS）を提案し、これを観測するための高性能発光分光器を開発した。そして非線形RIXSの観測に成功し、さらにこれを応用した非線形分光法を実現した。非線形RIXSで得られる２次元スペクトルをモデルフリーで解析する方法を考案した。この解析方法を銅で測定されたスペクトルに適用し、非線形RIXSを使うことで、電子状態についてこれまでに得られなかった詳細な情報を明らかにできることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
X線領域の非線形光学において、これまでに知られていなかった新しい2光子過程を実現した。さらに、これを利用すると従来の蛍光Ｘ線分光法に比べて、より詳細に電子状態が調べられることを示した。この成果は、物理や化学といった分野だけでなく、生物学まで含めた広範な応用が期待される。例えば、光合成に関わる光化学系IIでのマンガンの電子状態の変化といった、従来の蛍光Ｘ線分光では困難な反応過程の理解に貢献する可能性がある。
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