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平成20年度に引き続き、分子イメージング計測による分子内の電荷拡散計測法の確立を目指した実験手法の開発を行った。放射光X線を励起光源として用い、X線照射によって分子中に生成した電荷の拡散の分子サイズ依存性を、鎖状構造を有するいくっかの高分子試料について測定した。実験からは、分子鎖長と共に系統的に電荷拡散が変化する傾向が確認できた。さらに、平成20年度に行ったπ電子系試料との比較から、非局在性の高いパイ電子有するか否かにより電荷拡散が異なることも確認され、本手法によって分子内電荷拡散の定量な評価が可能なことを示唆する結果が得られた。また、巨大分子試料のビーム生成のためのエレクトロスプレーイオン源についても、装置の組み立てを行った。
さらに、単一分子の物性評価に有望なX線自由電子レーザー(XFEL)光源の利用に向けて、その試験装置であるSCSS(Spring8 Compact SASE Source)試験加速器を用いて、自由電子レーザー利用実験のための技術開発実験を行った。特に、XFELを利用して生体試料やタンパク試料の構造解析を行う際に問題となる、試料損傷の問題を検討した。モデル物質としてコアーシェル構造を有する希ガスクラスターを用い、クラスターのコアに選択的にエネルギーを注入した際のエネルギーや電荷の拡散について検討した。実験結果から、コアで吸収されたエネルギーの内の多くがシェルへの移動した後にクラスターがクーロン爆発していることが確認された。本研究によりXFEL利用時における試料損傷を押さえる上で、希ガスなどのシェルを試料分子に付加することが効果的であることが実験的に確認された。
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