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2018 年度 実績報告書

蛍光X線・中性子線ホログラフィーによるドープ原子3Dイメージング

計画研究

研究領域3D活性サイト科学
研究課題/領域番号 26105006
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

林 好一  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20283632)

研究分担者 細川 伸也  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (30183601)
大山 研司  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (60241569)
研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワード蛍光X線ホログラフィー / 中性子ホログラフィー / 局所構造 / 3D原子イメージング / トポロジカル絶縁体 / 光化学系II
研究実績の概要

以下に示す(i)、(ii)の2つのトピックについて、主な成果を上げた。(i):トポロジカル絶縁体であるAg: Bi2Se3におけるAgの局所構造を詳細に解明するために、光電子ホログラフィーと蛍光X線ホログラフィーを併用してホログラムの測定を行った。光電子ホログラフィーの結果から、置換サイトと4配位格子間サイトが示された。一方、蛍光X線ホログラフィーの結果からは、置換サイトにおいてAgの位置はBi面から大きく上下に変位しており、周辺格子が大きく歪んでいることが示唆された。また、様々な面をスライスして再生させると、光電子ホログラフィーで示されたSe-Se層間に侵入しているAgが存在することも分かった。但し、4配位サイトだけでなく、6配位サイトにも存在する可能性が示された。(ii):バイオ物質については、試料冷却システムの設置や専用試料ホルダーの作製、χステージの導入等、いくつかの装置的な工夫を施した。その結果、たんぱく質の放射線損傷を抑え安定してホログラムを測定できるようになった。一方、ヘモグロビンは、ユニットセル内に8つのヘムサイトが存在し測定が困難であることから、ユニットセル内にヘムが2つしか存在しないミオグロビンに着目し測定を行った。ヘム面の4回対称性を利用することによって、ホログラムからヘムの構造が良好に再現された。次に、蛍光X線ホログラフィーのノーマルモードを用いて、二次元検出器による光化学系II(PSII)のホログラム測定も推し進めてきた。特に、ここではCaMn4クラスターにおけるMn3+及びMn4+の配置を決定する必要があるために、MnのK吸収端におけるしきい励起を利用した価数選択ホログラムの測定を試みた。測定試料は、S1及びS2状態のPSIIであるが、この状態は放射光に対して極めて不安定であるため、10秒以内に照射位置を移動させるためのシステムも構築した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] エアランゲン-ニュルンベルク大学/ドイツシンクロトロン放射光施設(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      エアランゲン-ニュルンベルク大学/ドイツシンクロトロン放射光施設
  • [国際共同研究] フランス国立科学センター(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      フランス国立科学センター
  • [雑誌論文] Application of X-ray fluorescence holography to the analysis of the interior and surface of an yttrium oxide thin film2018

    • 著者名/発表者名
      Stellhorn Jens R.、Hosokawa Shinya、Happo Naohisa、Tajiri Hiroo、Matsushita Tomohiro、Kaminaga Kenichi、Fukumura Tomoteru、Hasegawa Tetsuya、Kimura Koji、Hayashi Kouichi
    • 雑誌名

      Surface and Interface Analysis

      巻: 51 ページ: 70~73

    • DOI

      10.1002/sia.6550

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Local structural analysis of In-doped Bi2Se3 topological insulator using X-ray fluorescence holography2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Koji、Hayashi Koichi、Yashina Lada V.、Happo Naohisa、Nishioka Takumi、Yamamoto Yuta、Ebisu Yoshihiro、Ozaki Toru、Hosokawa Shinya、Matsushita Tomohiro、Tajiri Hiroo
    • 雑誌名

      Surface and Interface Analysis

      巻: 51 ページ: 51~55

    • DOI

      10.1002/sia.6544

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In-plane positional correlations among dopants in 10H type long period stacking ordered Mg75Zn10Y15 alloy studied by X-ray fluorescence holography2018

    • 著者名/発表者名
      Nishioka T.、Yamamoto Y.、Kimura K.、Hagihara K.、Izuno H.、Happo N.、Hosokawa S.、Abe E.、Suzuki M.、Matsushita T.、Hayashi K.
    • 雑誌名

      Materialia

      巻: 3 ページ: 256~259

    • DOI

      10.1016/j.mtla.2018.09.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local Structure of FeSe0.4Te0.6 by Low-Temperature X-Ray Fluorescence Holography2018

    • 著者名/発表者名
      Stellhorn Jens Rudiger、Ideguchi Yuki、Kimura Koji、Hayashi Kouichi、Happo Naohisa、Suzuki Motohiro、Okazaki Hiroyuki、Yamashita Aichi、Takano Yoshihiko、Hosokawa Shinya
    • 雑誌名

      physica status solidi (b)

      巻: 255 ページ: 1800093~1800093

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/pssb.201800093

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 蛍光X線ホログラフィーによるチタン酸ジルコン酸鉛のBサイト原子の構造評価2019

    • 著者名/発表者名
      林 好一、L. Cong、木村耕治、八方直久、細川伸也、W. Hu、Y. Xie、Z.-G. Ye
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会 福岡国際会議場
  • [学会発表] Local structure studies of ferroelectrics by X-ray fluorescence holography2019

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Hayashi
    • 学会等名
      Electronic Materials and Applications 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Element-selective structural analyses of disordered systems by X-ray fluorescence holography2018

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Hayashi
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Materials Having Multi-Degrees-of-Freedom 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 蛍光X線ホログラフィーによる強誘電体の元素選択的原子イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      林 好一
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] X-ray Fluorescence Holographic Study on Ta Doped Fe2VAl Thermodynamic Material2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kimura, K. Yamamoto, K. Hayashi, J. R. Stellhorn, S. Hosokawa, N. Haapo, T. Matsushita, H. Tajiri, H. Miyazaki, Y. Nishino
    • 学会等名
      International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation 2018
    • 国際学会
  • [図書] 放射光利用の手引き2019

    • 著者名/発表者名
      東北放射光施設推進会議推進室
    • 総ページ数
      344
    • 出版者
      アグネ技術センター
    • ISBN
      978-4-901496-95-7
  • [備考] 構造物性科学研究室

    • URL

      http://structure.web.nitech.ac.jp/

  • [備考] 3D活性サイト科学

    • URL

      http://www.3d-activesite.jp/

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公開日: 2019-12-27  

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