X線レーザーとナノ構造形成技術を駆使した高速電子密度マッピング

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04819
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 鈴木 明大 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (20781850)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: X線自由電子レーザー / コヒーレントX線イメージング / フォトリソグラフィ

研究成果の概要

本研究では、フォトリソグラフィ技術を駆使して、X線レーザーイメージングに利用する試料環境セルの改良を試みた。その結果、孤立した試料へX線レーザーが照射される割合を制御することに成功した。さらに、X線レーザーイメージングの究極的な目標の一つである膜タンパク質のイメージングに向けて、大きい入射角で測定が可能な試料環境セルを設計・作製した。最後に、新型試料環境セルが実際にX線レーザー測定に利用できることを、X線レーザー施設SACLAにて確かめた。この成果は、2019 PCCP HOT articles（Physical Chemistry Chemical Physics 誌）に選出された。

自由記述の分野

X線イメージング

研究成果の学術的意義や社会的意義

液体ジェットインジェクターを利用した試料導入方法と比較し、試料環境のコントロールが容易な試料環境セルの高度化を進めることができた。将来的に、希少試料の測定や、温度やpHに応答したダイナミクス観察に繋がる。また、放射線損傷の影響を受けずに内部構造のスナップショット画像を復元できるX線レーザーイメージングは、電子顕微鏡や原子間力顕微鏡と相補的な技術であり、触媒材料の構造解析など産業分野でも活用されることが期待される。