• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2011 年度 実績報告書

キラル光電子顕微鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22241029
研究機関分子科学研究所

研究代表者

横山 利彦  分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 教授 (20200917)

研究分担者 中川 剛志  分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 助教 (80353431)
高木 康多  分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 助教 (30442982)
キーワードキラル / 光電子顕微鏡 / 光電子分光 / レーザー / 円二色性
研究概要

本研究の目的は、これまでに全く報告のない回折限界を超えた空間分解能でのキラル識別顕微鏡を、紫外自然円二色性光電子顕微鏡法に基づいて開発することである。その根本原理は、通常の吸収過程の円二色性では双極子禁制遷移となり感度が0.1-0.001%程度しか得られないのに対し、光電子放出の角度分解検出では双極子項が相殺されず感度が10%にもなることを利用するもので、これは全く独創的なアイデアである。本研究が成功すれば、これまで空間分解能が光学顕微鏡レベル(1μm程度)で試料の厚みもμmオーダー必要であったものが、一気にナノレベル(数10μm)で単分子層の厚みまで計測可能になると考えられ、革新的なものとなり得る。
22年度末に角度分解能を備えた光電子顕微鏡が納入され、23年度は真空槽の設計・製作・立上げを行った。光電子顕微鏡は十分な空間分解能等の性能が確認できたが、深紫外光の均質な左右円偏光を得ることに手間取った。溶融石英窓が若干の複屈折を呈し左右円偏光度が完全には一致しなかった。窓材をフッ化カルシウムに変更したが、今度は溶接ができないため超高真空での使用が困難であった。独自にo-リングシール窓を作成しやっと利用できるようになった。一方、測定試料においては、キラル有機薄膜ではTi:Sapphireレーザー4倍波で試料劣化が観測され、また、光エネルギー(最大6eV)が小さ過ぎ最高占有準位からの光電子を観測しにくいことがわかった。金属的な表面キラル化学種の円二色性に試料対象を変更して測定を行い始めた段階である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

キラル有機化合物の薄膜を中心に深紫外レーザーによる光電子の観測を試みていたが、使用しているTi:Sapphireレーザーでは光エネルギーがやや小さくHOMO準位に届きにくい。そのため金属的な表面キラル化学種の円二色性に試料対象を変更した。また、市販の溶融石英窓では左右円偏光度が同一にならず、フッ化カルシウム窓を用いることとした。フッ化カルシウム窓は溶接ができず超高真空に不向きであり、独自の工夫が必要であった。これらの方針変更に時間を要したため、現在までの達成度としては、やや遅れていると判定した。

今後の研究の推進方策

キラル有機化合物薄膜に関する上記問題は金属的な表面キラル化学種を作成することで解決できると考える。現在試料作成、測定準備を行っている。溶融石英窓の問題は、o-リングシールのフッ化カルシウム窓を作成することで解決した。本研究期間の終了まで1年であり、十分研究遂行可能であると考える。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (13件) 図書 (2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Dominance of the first excitation step for magnetic circular dichroism in near-threshold two-photon photoemission2012

    • 著者名/発表者名
      K.Hild, G.Schonhense, H.J.Elmers, T.Nakagawa, T.Yokoyama, K.Tarafder, P.M.Oppeneer
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 85 ページ: 014426(10頁)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.014426

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanohybridization of polyoxometalate clusters and single-wall carbon nanotubes : Applications in molecular cluster batteries2011

    • 著者名/発表者名
      T.Yokoyama, K.Eguchi
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett.

      巻: 107 ページ: 065901(4頁)

    • DOI

      10.1002/asia.201000782

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferromagnetic interlayer coupling in C_<60>-Co compound/Ni bilayer structure2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumoto, S.Sakai, S.Entani, Y.Takagi, T.Nakagawa, H.Naramoto, P.Avramov, T.Yokoyama
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett.

      巻: 511 ページ: 68-72

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2011.05.038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanohybridization of polyoxometalate clusters and single-wall carbon nanotubes : Applications in molecular cluster batteries2011

    • 著者名/発表者名
      N.Kawasaki, H.Wang, R.Nakanishi, S.Hamanaka, R.Kitaura, H.Shinohara, T.Yokoyama, H.Yoshikawa, K.Awaga
    • 雑誌名

      Angew.Chemie.Int.Ed.

      巻: 50 ページ: 3471-3474

    • DOI

      10.1002/anie.201007264

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-situ XAFS studies of Mn12 molecular-cluster batteries : Super-reduced Mn12 clusters in solid-state electrochemistry2011

    • 著者名/発表者名
      H.Wang, S.Hamanaka, T.Yokoyama, H.Yoshikawa, K.Awaga
    • 雑誌名

      Chem.Asian.J.

      巻: 6 ページ: 1074-1079

    • DOI

      10.1002/anie.201007264

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 放射光-その磁性研究への展開2011

    • 著者名/発表者名
      横山利彦
    • 雑誌名

      まぐね

      巻: 6 ページ: 240-247

    • DOI

      10.1002/anie.201007264

    • 査読あり
  • [学会発表] 窒素吸着Cu(001)表面に成長させた鉄フタロシアニン薄膜の磁性2012

    • 著者名/発表者名
      高木康多、江口敬太郎、中川剛志、横山利彦
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      20120324-20120327
  • [学会発表] 巨大保磁力を有するFe/W(110)のX線磁気円二色性による研究2012

    • 著者名/発表者名
      中川剛志、高木康多、横山利彦、T.Methfessel, S.Perkert, H.J.Elmers
    • 学会等名
      第25回日本放射光学会年会
    • 発表場所
      鳥栖市民文化会館(佐賀県)
    • 年月日
      20120106-20120109
  • [学会発表] Co/Cu(001)表面上の鉄フタロシアニン薄膜のXMCD測定2012

    • 著者名/発表者名
      高木康多、江口敬太郎、中川剛志、横山利彦
    • 学会等名
      第25回日本放射光学会年会
    • 発表場所
      鳥栖市民文化会館(佐賀県)
    • 年月日
      20120106-20120109
  • [学会発表] Si_3N_4/Si(111)表面に形成した鉄ナノ粒子の磁気特性2012

    • 著者名/発表者名
      江口敬太郎、高木康多、中川剛志、横山利彦
    • 学会等名
      第25回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      鳥栖市民文化会館・中央公民館(佐賀県)
    • 年月日
      20120106-20120109
  • [学会発表] Fe/W(110)における巨大保磁力のXMCDによる研究2011

    • 著者名/発表者名
      中川剛志、高木康多、横山利彦、T.Methfessel, S.Perkert, H.J.Elmers
    • 学会等名
      UVSORユーザーズミーティング
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      20111118-20111119
  • [学会発表] β-Si_3N_4(0001)/Si(111)基板上における鉄ナノ粒子の磁気特性2011

    • 著者名/発表者名
      江口敬太郎、高木康多、中川剛志、横山利彦
    • 学会等名
      UVSORユーザーズミーティング
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      20111118-20111119
  • [学会発表] Anharmonicity and quantum effects in thermal expansion of an invar alloy studied bv EXAFS and path-integral simulations2011

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Yokoyama
    • 学会等名
      Photon Factory SAC meeting
    • 発表場所
      KEK (Ibaragi)
    • 年月日
      20111006-20111007
  • [学会発表] 巨大保磁力を有するFe/W(110)のX線磁気円二色性による研究2011

    • 著者名/発表者名
      中川剛志、高木康多、横山利彦、T.Methfessel, S.Perkert, H.J.Elmers
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      20110921-20110924
  • [学会発表] Co/Cu(001)表面に成長させた鉄フタロシアニン薄膜の磁性2011

    • 著者名/発表者名
      高木康多、江口敬太郎、中川剛志、横山利彦
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      20110921-20110924
  • [学会発表] Si_3N_4/Si(111)-(8×8)基板上における鉄ナノ粒子の形成と磁気特性2011

    • 著者名/発表者名
      江口敬太郎、高木康多、中川剛志、横山利彦
    • 学会等名
      第14回XAFS討論会
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      20110909-20110911
  • [学会発表] Invar合金の熱膨張における非調和振動と量子効果2011

    • 著者名/発表者名
      横山利彦、江口敬太郎
    • 学会等名
      第14回XAFS討論会
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      20110909-20110911
  • [学会発表] Si_3N_4/Si(111)基板上における鉄ナノ粒子の形成と磁気特性2011

    • 著者名/発表者名
      江口敬太郎、高木康多、中川剛志、横山利彦
    • 学会等名
      PF研究会「磁性薄膜・多層膜を究める」
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構(茨城県)
    • 年月日
      2011-10-14
  • [学会発表] Si_3N_4/Si(111)基板上における鉄ナノ粒子の形成と磁気特性2011

    • 著者名/発表者名
      江口敬太郎、高木康多、中川剛志、横山利彦
    • 学会等名
      ナノ学会第9回大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2011-06-02
  • [図書] 錯体化学選書〓金属錯体の機器分析(下)17章光電子分光2012

    • 著者名/発表者名
      横山利彦
    • 総ページ数
      36(全398頁)
    • 出版者
      三共出版
  • [図書] 大学院講義物理化学第2版III.固体の化学と物性2,3,5,6章,7章2節2012

    • 著者名/発表者名
      阿波賀邦夫, 小谷正博, 横山利彦
    • 総ページ数
      124(全301頁)
    • 出版者
      東京化学同人
  • [備考]

    • URL

      http://msmd.ims.ac.jp/yokoyama_g/

  • [備考] プレスリリース

    • URL

      http://www.ims.ac.jp/topics/2011/110801.html

  • [備考] KEKハイライトに掲載

    • URL

      http://www.kek.jp/ja/NewsRoom/Highlights/20110915170000/

  • [備考] 科学新聞2011年8月12日1面、日刊工業新聞2011年8月29日21面掲載

URL: 

公開日: 2013-06-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi