全電子収量軟Ｘ線吸収分光法による定量分析の基盤技術開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360291
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 村松 康司 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50343918)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 量子ビーム / 解析評価 / 複合材料 / ナノ材料 / 放射光 / 分析技術 / 炭素材料

研究概要

全電子収量軟Ｘ線吸収分光法による炭素材料の定量分析技術の開発を目的として，非晶質炭素のsp2/sp3炭素定量とヘテロ元素を含む系の組成定量技術の確立を目指した。その結果，sp2/sp3炭素の全電子収量は組成炭素の電気伝導性に依存することを明らかにし，ヘテロ元素の場合も同様であった。また，CK端XANESのπ*/σ*ピーク高比からsp2炭素比を概算できることを実証した。本技術の応用として，姫路城いぶし瓦と自動車エンジンオイルの劣化評価を行った。さらに，第一原理計算CASTEPで黒鉛系炭素のCK端XANESを理論解析し，高分解能XANES測定から局所構造の異なる炭素原子を識別できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] 姫路城いぶし瓦の劣化評価(1); 表面炭素膜の放射光軟X線吸収分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村松康司, 古川佳保, 村上竜平, 小林正治, Eric M. Gullikson
  • 雑誌名: X線分析の進歩 巻: 45 ページ: 149-171
• [雑誌論文] ニュースバル多目的ビームライン BL10 における軟 X 線吸収分析(3); 液体有機化合物とエンジンオイルの状態分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 植村智之, 村松康司, 南部啓太, 原田哲男, 木下博雄
  • 雑誌名: X線分析の進歩 巻: 45 ページ: 269-278
• [雑誌論文] Local structure analysis of heavily boron-doped diamond by soft X-ray spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Muramatsu and Y. Yamamoto
  • 雑誌名: Diamond Relat. Mater 巻: 39 ページ: 53-57
• [雑誌論文] 放射光軟X線分光による軽元素材料の精密状態分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村松康司
  • 雑誌名: まてりあ 巻: 52 ページ: 558-562
• [雑誌論文] Identification of edge- and inner-carbon atoms in hexagonal carbon layers by X-ray absorption near-edge structure (XANES) and the first principle calculations (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Muramatsu, T. Ooe, T. Okada, and E. M. Gullikson
  • 雑誌名: Proceedins of the 9th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '13 巻: 13 ページ: 516-518
• [雑誌論文] Quantitative and fingerprint analysis method of nitrogen in graphitic carbon materials using total-electron-yield soft X-ray absorption spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Amano, K. Shirode, Y. Muramatsu, E. M. Gullikson
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 52 ページ: 041304
• [雑誌論文] Chemical-state analysis of organic semiconductors using soft X-ray absorption spectroscopy combined with first-principles calculation (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Natsume, T. Kohno, T. Minakata, T. Konishi, E. M. Gullikson, Y. Muramatsu
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 巻: 116 ページ: 1527-1531
• [雑誌論文] 炭素系試料の全電子収量 CK 端 XANES におけるπ*/σ*ピーク強度比の考察; sp^2 炭素と sp^3炭素からなる粒子混合系と分子系の比較 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村松康司, Eric M. Gullikson
  • 雑誌名: X線分析の進歩 巻: 43 ページ: 425-436
• [雑誌論文] 金属基板上に蒸発乾固した液体有機化合物の全電子収量XANES測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村松康司, Eric M. Gullikson
  • 雑誌名: X線分析の進歩 巻: 43 ページ: 415-424
• [学会発表] 第一原理計算CASTEP による炭素六角網面の CK 端XANES シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 岡田融, 村松康司
  • 学会等名: 第27回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] CK端 XANES における機械研磨黒鉛と縮合多環式芳香族化合物の類似点
  • 著者名/発表者名: 村山健太郎, 山田和俊, 村松康司
  • 学会等名: 第27回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] CASTEP と DV-Xαによるアルキルテトラセンの CK 端 XANES解析
  • 著者名/発表者名: 大江剛志, 村松康司
  • 学会等名: 第26回DV-Xa 研究会
• [学会発表] 第一原理計算CASTEP によるアルキルテトラセンの CK端 XANES 解析
  • 著者名/発表者名: 大江剛志, 村松康司
  • 学会等名: 第16回XAFS 討論会
• [学会発表] 放射光軟X線吸収分光法と第一原理計算 CASTEP による機械研磨黒鉛の局所構造解析
  • 著者名/発表者名: 村山健太郎, 岡田融, 村上竜平, 村松康司
  • 学会等名: 第40回炭素材料学会年会
• [学会発表] 放射光軟X線吸収分光法による炭素材料の局所構造解析と化学状態分析
  • 著者名/発表者名: 村松康司
  • 学会等名: 日本真空学会 2013年12月例会
• [学会発表] Local structure analysis of the highly-boron-doped diamond by soft X-ray spectroscopy
  • 著者名/発表者名: Y. Muramatsu and Y. Yamamoto
  • 学会等名: New Diamond and Nano Carbons Conference, NDNC 2013
  • 発表場所: Singapore
• [学会発表] Soft X-ray emission and absorption spectroscopy for electronic and local structure analysis of device materials
  • 著者名/発表者名: Y. Muramatsu
  • 学会等名: Pre-symposium of 33 ICSC(Wakita Symposium)
  • 発表場所: Fukuoka
• [学会発表] XANES Simulations of 1,4,7,10-Alkyltetracenes by the First-Principle Calculation, CASTEP
  • 著者名/発表者名: Y. Muramatsu and T. Ooe
  • 学会等名: The 12th Asian Conference on Analytical Sciences, ASIANALYSIS XII
  • 発表場所: Fukuoka
• [学会発表] Evaluation of the Weathered Japanese Roof Tiles of the Himeji Castle; Soft X-Ray Absorption Analysis and SEM-EDX Observation
  • 著者名/発表者名: R. Murakami, K. Furukawa, M. Kobayashi, E. M. Gullikson, and Y. Muramatsu
  • 学会等名: The 12th Asian Conference on Analytical Sciences, ASIANALYSIS XII
  • 発表場所: Fukuoka
• [学会発表] X-Ray absorption near-edge structure (XANES) in the C K region of 1,4,7,10-alkyltetracenes
  • 著者名/発表者名: Y. Muramatsu, T. Ooe, C. Kitamura. T. Kawase, and E. M. Gullikson
  • 学会等名: The 15th International Conference on Total Reflection X-Ray Fluorescence Analysis (TXRF2013) and Related Methods, and the 49th Annual Conference on X-Ray Chemical Analysis
  • 発表場所: Osaka
• [学会発表] Thickness measurements by SEM-EDX of carbon films on the weathered Japanese roof tiles in Himeji Castle
  • 著者名/発表者名: R. Murakami and Y. Muramatsu
  • 学会等名: The 15th International Conference on Total Reflection X-Ray Fluorescence Analysis (TXRF2013) and Related Methods, and the 49th Annual Conference on X-Ray Chemical Analysis
  • 発表場所: Osaka
• [学会発表] Identification of edge- and inner-carbon atoms in Hexagonal Carbon Layers by X-ray absorption near-edge structure (XANES) and by the first principle calculations
  • 著者名/発表者名: Y. Muramatsu, T. Ooe, T. Okada, and E. M. Gullikson
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '13
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] ジカルボン酸における分子内 sp^2 /sp^3 炭素の全電子収量比の計測
  • 著者名/発表者名: 竹綱一貴, 村松康司
  • 学会等名: 第15回XAFS討論会
• [学会発表] CK 端X線吸収における分子内 sp2 炭素/sp3 炭素の全電子収量比
  • 著者名/発表者名: 村松康司, 竹綱一貴, 安藤奈々
  • 学会等名: 第48回X線分析討論会
• [学会発表] 縮合多環芳香族化合物における CK 端 XANES の多変量解析
  • 著者名/発表者名: 玉谷幸代, 村松康司
  • 学会等名: 第48回X線分析討論会
• [学会発表] 全電子収量軟 X 線吸収分光法と第一原理計算を用いた有機半導体材料の酸化劣化解析
  • 著者名/発表者名: 夏目穣, 河野禎市郎, 南方尚, 小西徳三, 村松康司
  • 学会等名: 第47回X線分析討論会
• [学会発表] Sp2/sp3 炭素の組成比定量に対する全電子収量軟X線吸収分光法の可能性
  • 著者名/発表者名: 村松康司
  • 学会等名: 第38回炭素材料学会年会
• [学会発表] Total-electron-yield (TEY) soft X-ray absorption spectroscopy of the sp^2 /sp^3 -carbon mixtures; Relationship between the TEY efficiency and electrical conductivity
  • 著者名/発表者名: Y. Muramatsu, Y. Yoshinaga, H. Tanaka, and E. M. Gullikson
  • 学会等名: International Workshop on Improving Data Quality and Quantity for XAFS Experiments
  • 発表場所: Tsukuba
• [図書] 放射光軟X線吸収分光法による軽元素半導体材料の電子・化学状態解析, 『高分子破壊・劣化時の破壊写真・データ集』 第16章 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村松康司, 夏目穣
  • 総ページ数: 362-370
  • 出版者: 技術情報協会
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc7/