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2012 年度 実施状況報告書

生体分子系に対する軟エックス線分光理論計算

研究課題

研究課題/領域番号 23540476
研究機関広島大学

研究代表者

高橋 修  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (60253051)

キーワード放射線、X線、粒子線 / 生体分子 / 内殻励起 / 化学物理
研究概要

近年の放射光利用技術の進歩およびX線自由電子レーザのような新しい光源の利用により、軟X線領域における分光学が急速に進展した。本研究では私が今まで培ってきた研究ノウハウを生体分子系に応用する。生体分子系に特徴的な物性の1つであるX線自然円二色性分光法(XNCD)と、近年新しい光源であるX線自由電子レーザを使った研究のうち特に注目されている内殻二重イオン化状態(DCH)の計算手法を構築する。
まずXNCD法について述べる。研究協力者であるPettersson教授と議論したところ、昨年度開発したXNCDスペクトルの新規コードでは計算した物理量が座標原点に依存することが判明した。本年度はこの不具合を修正することに費やした。テスト計算をアミノ酸で行い、スペクトル強度が原点に依存しないことを確かめた。また結晶構造をもとにしたXNCD計算を行い、単分子での挙動と異なる興味深い結果を得た。
次に内殻二重イオン化状態の計算では、今までの計算結果をまとめ総括する報告を1報報告した。
次のステップとして、次年度に液体状態のアミノ酸のXNCD計算を行うため、分子動力学プログラムパッケージ”Gromacs”を整備した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

上で述べたように現在のところXNCD法は当初計画どおりに、DCH状態の計算は当初計画より研究は進んでいる。XNCD法については、実験スペクトルとの比較を目指し、液体状態におけるアミノ酸に対し理論計算を行う。計算はすでに田中、泉らによって実験報告のあるアラニン、セリンについて行う。
内殻二重イオン化状態の計算は密度汎関数レベルの計算についてはほぼ目的は達成した。

今後の研究の推進方策

XNCD法について、現在第1報をまとめている。次に液体状態のシミュレーションを行う。二重正孔状態の理論計算では、光電子と同時に観測されるオージェ過程の理論計算を行う。実際の計算はLCLSで実験が行われているアミノフェノールについて行う。

次年度の研究費の使用計画

次年度は3年間の研究の最終年度であり、予算は多く計上しなかった。主に消耗品と学会発表による国内旅費に使用する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Extracting chemical information of free molecules from K-shell double core-hole spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      K. Ueda and O. Takahashi
    • 雑誌名

      J. Elec. Spectrosc. Rel. Phenom

      巻: 185 ページ: 301-311

    • DOI

      10.1016/j.elspec.2012.04.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarization dependent resonant x-ray emission spectroscopy of D2O and H2O water: Assignment of the local molecular orbital symmetry2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tokushima, Yuka Horikawa, Hidemi Arai, Yoshihisa Harada, Osamu Takahashi, Lars G.M. Pettersson, Anders Nilsson, and Shik Shin
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 136 ページ: 04451707

    • DOI

      10.1063/1.3678443

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance of the CH/pi hydrogen bond in the enhancement of CD amplitude of exomethylene steroids2012

    • 著者名/発表者名
      Osamu Takahashi, Katsuyoshi Yamasaki, Yuji Kohno, Kazuyoshi Ueda, Motohiro Nishio
    • 雑誌名

      RSC advances

      巻: 2 ページ: 10891-10898

    • DOI

      10.1039/C2RA21446F

    • 査読あり
  • [学会発表] 内殻二重正孔状態におけるダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      高橋修、谷哲龍、山崎勝義、上田潔
    • 学会等名
      第26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
      名古屋大学
    • 年月日
      20130112-20130114
  • [学会発表] QCT 法を用いたN2+O2系の振動緩和過程の理論計算2012

    • 著者名/発表者名
      大久保泰裕、河野明男、高橋修、山崎勝義
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2012秋季年会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス 基盤教育棟2号館
    • 年月日
      20121013-20121014
  • [学会発表] Extracting chemical information of free molecules from Kshell2012

    • 著者名/発表者名
      O. Takahashi; K. Ueda
    • 学会等名
      International conference of Electronic spectroscopy and structure
    • 発表場所
      Palais des Congres – Saint-Malo, France
    • 年月日
      20120916-20120921
  • [学会発表] High resolution X-ray emission studies on hydrogen bonded water molecules in liquid and solutions2012

    • 著者名/発表者名
      TOKUSHIMA, Takashi; HORIKAWA, Yuka; ARAI, Hidemi; HARADA, Yoshihisa; TAKAHASHI, Osamu; SHIN, Shik
    • 学会等名
      化学反応討論会
    • 発表場所
      福岡、九州大学筑紫キャンパス
    • 年月日
      20120606-20120608
  • [学会発表] Theoretical study of photoelectron-Auger electron coincidence spectroscopy of CF42012

    • 著者名/発表者名
      TAKAHASHI, Osamu; ARION, Tiberiu; HERGENHAHN, Uwe
    • 学会等名
      化学反応討論会
    • 発表場所
      福岡、九州大学筑紫キャンパス
    • 年月日
      20120606-20120608

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公開日: 2014-07-24  

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