偏極中性子と水素核偏極試料を用いた複雑物質のナノ構造解析

Nanostructure analysis of composite materials using polarized neutrons and polarized protons

熊田 高之   

Kumada, Takayuki

中性子はX線や電子線とは異なり水素に対して比較的大きな散乱長を持ち、その散乱長は軽水素Hと重水素Dで大きく異なる。そのため、ソフトマテリアルとよばれる化学・生物系複合材料の構造を解析するにあたり、特定成分を重水素ラベルすることにより散乱曲線は大きく変化し、その変化から特定成分の形状(部分構造)と多成分との絡み合い状態を決定できる。しかし、3成分以上の複合材料ともなると、部分構造を決定するには何種類もの重水素ラベル試料を用意する必要が生じる。材料科学の進歩に伴い中性子施設に持ち込まれる試料もますます複雑化する昨今において、重水素ラベル試料を複数用意するには多大な労力と困難を伴う。そこで我々は、最新の核偏極技術を採り入れることでスピンコントラスト変調実験のハードルを下げ、構造研究を展開することに成功している。本稿では最近行われた2つの研究を紹介する。

We introduce recent studies of spin-contrast-variation neutron scatterings, which utilizes the property that scattering power of neutron against proton remarkably depends on their relative spin directions, to reveal nanostructure of composite materials.