ヘム蛋白質における多体効果の理論研究-放射光分光の視点から-

• 研究課題/領域番号: 25400335
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学 (2014-2017); 独立行政法人理化学研究所 (2013)
• 研究代表者: 田口 宗孝 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 特任助教 (10415218)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 金属タンパク質 / 多体効果 / クラスター計算 / 共鳴軟Ｘ線発光分光 / 混合原子価状態 / 共鳴X線発光分光 / 共鳴Ｘ線発光分光 / 金属蛋白質

研究成果の概要

本研究ではまずポルフィリンクラスター理論模型の構築を行った。次に、その理論模型を用いて共鳴軟Ｘ線発光分光、Ｘ線光電子分光、Ｘ線吸収分光のスペクトル計算をすることに成功した。最終的には実験スペクトルとの比較をする予定であったが、進捗状況が遅れたため実験スペクトルと理論計算の直接の比較が不可能となった。そのため方針を変更し、計算パラメーターを系統的に変化させることで電子状態の変化の様子を調べることにした。
また、ヘム鉄の電子状態とほぼ同じ状態をとるNaCr2O4とFe3O4の研究も行った。この研究成果はPhysical Review BとPhysical Review Letersに掲載された。

研究成果

• [雑誌論文] Unusual coexistence of negative and positive charge transfer in mixed-valence NaxCa1-xCr2O4 (2017)
  • 著者名/発表者名: Taguchi M.、Yamaoka H.、Yamamoto Y.、Sakurai H.、Tsujii N.、Sawada M.、Daimon H.、Shimada K.、Mizuki J.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 96 号: 24
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.245113
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Temperature Dependence of Magnetically Active Charge Excitations in Magnetite across the Verwey Transition (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Taguchi, A. Chainani, S. Ueda, M. Matsunami, Y. Ishida, R. Eguchi, S. Tsuda, Y. Takata, M. Yabashi, K. Tamasaku, Y. Nishino, T. Ishikawa, H. Daimon, S. Todo, H. Tanaka, M. Oura, Y. Senba, H. Ohashi, and S. Shin
  • 雑誌名: Ｐｈｙｓｉｃａｌ Review Lettrers 巻: 115 号: 25
  • DOI: 10.1103/physrevlett.115.256405
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electronic structure evolution across the Peierls metal-insulator transition in a correlated ferromagnet (2015)
  • 著者名/発表者名: P. A. Bhobe, A. Kumar, M. Taguchi, R. Eguchi, M. Matsunami, Y. Takatay, A. K. Nandy, P. Mahadevan, D. D. Sarma, A. Neroni, E. Saioglu, M. Lezaic, M. Oura, Y. Senba, H. Ohashi, K. Ishizaka, M. Okawa, S. Shin, K. Tamasaku, Y. Kohmura, M. Yabashi, T. Ishikawa, K. Hasegawa, M. Isobe, Y. Ueda, and A. Chainani
  • 雑誌名: Physical Review X 巻: 5 号: 4
  • DOI: 10.1103/physrevx.5.041004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Observation of quadrupole helix chirality and its domain structure in DyFe3(BO3)4 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Usui, Y. Tanaka, H. Nakajima, M. Taguchi, A. Chainani, M. Oura, S. Shin, N. Katayama, H. Sawa, Y. Wakabayashi, and T. Kimura
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 10 号: 6 ページ: 611-618
  • DOI: 10.1038/nmat3942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hard X-ray photoelectron spectroscopy of LixNi1-xO epitaxial thin films with a high lithium (2014)
  • 著者名/発表者名: L. S. R. Kumara, O. Sakata, A. Yang, R. Yamauchi, M. Taguchi, A. Matsuda, and M. Yoshimoto
  • 雑誌名: The Journal of Chemical Physics 巻: 141 号: 4 ページ: 0447181-4
  • DOI: 10.1063/1.4891366
• [雑誌論文] Electronic structure of CeCuAs2 (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Chainani, M. Matsunami, M. Taguchi, R. Eguchi, Y. Takata, M. Oura, S. Shin, K. Sengupta, E. V. Sampathkumaran, Th. Doert, Y. Senba, H. Ohashi, K. Tamasaku, Y. Kohmura, M. Yabashi, and T. Ishikawa
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 89 号: 23 ページ: 2351171-8
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.235117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of a giant Kerr rotation in a ferromagnetic transition metal by M-edge resonant magneto-optic Kerr effect (2014)
  • 著者名/発表者名: Sh. Yamamoto, M. Taguchi, M. Fujisawa, R. Hobara, S. Yamamoto, K. Yaji, T. Nakamura, K. Fujikawa, R. Yukawa, T. Togashi, M. Yabashi, M. Tsunoda, S. Shin, and I. Matsuda
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 89 号: 6 ページ: 0644231-6
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.064423
• [学会発表] Revisiting the electronic structure of magnetite by hard X-ray photoelectron spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Taguchi, A. Chainani, S. Ueda, M. Matsunami, Y. Ishida, R. Eguchi, S. Tsuda, Y. Takata, M. Yabashi, K. Tamasaku, Y. Nishino, T. Ishikawa, H. Daimon, S. Todo, H. Tanaka, M. Oura, Y. Senba, H. Ohashi, and S. Shin
  • 学会等名: 10th International Symposium on Atomic Level Characterizations
  • 発表場所: Kunibiki Messe (Matsue, Shimane)
  • 年月日: 2015-10-25
  • 国際学会
• [学会発表] Revising the Electronic Structure of Magnetite Fe3O4 by Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Taguchi, A. Chainani, S. Ueda, M. Matsunami, Y. Ishida, R. Eguchi, S. Tsuda, Y. Takata, M. Yabashi, K. Tamasaku, Y. Nishino, T. Ishikawa, H. Daimon, S. Todo, H. Tanaka, M. Oura, Y. Senba, H. Ohashi, and S. Shin
  • 学会等名: International Conference on Electron Spectroscopy and Structure: ICESS-15
  • 発表場所: Stony Brook University (Stony Brook, USA)
  • 年月日: 2015-09-28
  • 国際学会
• [学会発表] Theory of core-level x-ray spectroscopy for Fe based mixed-valence systems (2015)
  • 著者名/発表者名: 田口宗孝
  • 学会等名: Kick-off Workshop "Computing novel functions in low-dimensional systems"
  • 発表場所: 千葉大学（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2015-02-16
  • 招待講演
• [学会発表] 混合原子価・価数搖動系の内殻X線分光の理論解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田口宗孝
  • 学会等名: 日本物理学会 領域５,8合同シンポジウム
  • 発表場所: 東海大学、湘南キャンパス
  • 招待講演