光励起利用の軟X線顕微鏡映像法の理論的検討

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07640535
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 国際基督教大学
• 研究代表者: 渡部 力 国際基督教大学, 教養学部, 教授 (40010714)
• 研究分担者: 柳下 明 高エネルギー物理学研究所, 放射光, 助教授 (80157966)
• キーワード: X線顕微鏡 / 紫外・X線2重共鳴吸収 / 紫外・可視2重共鳴吸収 / トリプトファン / NO分子 / 内殻励起 / XANES / 放射光

研究概要

現在開発研究が行われている軟X線顕微鏡は、生体の試料を水を含んだWetな状態のままで観測ができると言う事で注目を集めている。この方法は分子中の原子の光電離を利用したのであるが、光励起の過程を利用すると、分子の場合現在の軟X線分光器を用いても数倍ないし1桁近く大きい。この光励起の過程を利用しての軟X線顕微鏡の結像の可能性を理論的に調べるのが本研究の目的である。光励起を用いる方法は大別して2つある。その第1は多くの生物分子中にあるDNA塩基などに2重結合がある場合、K殻-π*撰移の光励起過程を利用する方法である。その第2は紫外線レーザーを用いて最外殻の電子1個を最低不占有分子軌道に励起して最高占有分子軌道に空孔をつくり、この空孔にK殻から励起させて影を作る方法である。
平成8年度は高エ研放射光施設のビーム・ライン(BL2)を用いての検証実験が行われた。これに対する理論的な問題、(1)2重共鳴吸収によるX線顕微鏡映像法の可能性の計算を行った。(2)NO分子の2重共鳴吸収実験の吸収スペクトルの理論的な検討を行った。また(3)トリプトファン分子に対する可視・紫外2重共鳴吸収の実験に対する可視光顕微鏡映像法の可能性の理論計算も行った。(1)の理論計算ではrate equationの解析から十分に映像が移るとの解析結果が得られた。また(2)の解析では始めの予想に反して従来吸収を予測した波長では吸収は表われず、これより8eVほど高い領域に幅の広い吸収が表われることが理論的にも解析され実験事実とも一致することが解った。この解析にあってはIso-effective nuclear charge modelの考え方がよいことが示された。(3)の解析は(1)での解析とほぼ同じ方法で行った。これに対する実験との比較でこの解析方法がよく、実験値と良く一致することが確かめられた。

研究成果

• [文献書誌] Y.Iketaki & T.Watanabe: "Study of X-ray Microscopy using Utraviolet and X-ray Double-Resonance Absorption" Optical Engneering. 35. 2418-2422 (1996)
• [文献書誌] T.Watanabe and Y.Teranishi: "De-excitation of pHe+ by Collision with Rare Gas Atoms" Atomic Collision Res.Japan. 23. 68-69 (1996)
• [文献書誌] Y.Iketaki,K.Nagai,T.Watanabe,A.Domondon,T.Toki,& M.Hatakenaka: "Optical Properties of Graphite in the Near K-Absorption Edge Region" Atomic Collision Res.Japan. 23. 93-95 (1996)
• [文献書誌] Y.Iketaki & T.Watanabe: "Study of X-ray Microscopy using UV and X-ray Double-Resonance Absproption" Atomic Collision Res.Japan.23. 99-100 (1996)
• [文献書誌] M.Miyata,T.Watanabe,Y.Iketaki, & M.Fujii: "Microscopic Imaging using UV-Visible Double Resonance Absorption Process" Atomic Collision Res.Japan.23. 101-103 (1996)
• [文献書誌] Y.Iketaki,A.Yagishita,& T.Watanabe,: "UV and X-ray Double Resonance Absorption using Single Bunch Operation of Undulator Beams" Atomic Collision Res.Japan. 23. 104-107 (1996)
• [文献書誌] T.Watanabe,Y.Iketaki,M.Miyata,M.Fujii & A.Yagishita: "Soft X-ray Microscope Imaging using Photo Excitation Processes and Double Resonance Absorption Processes" J.Korean Physical Sciety. (in press). (1997)