Measurement of the spatial polarization distribution of circularly polarized gamma rays produced by inverse Compton scattering

平 義隆*; 遠藤 駿典; 河村 しほり*; 南部 太郎*; 奥泉 舞桜*; 静間 俊行*; Omer, M.; Zen, H.*; 岡野 泰彬*; 北口 雅暁*

Physical Review A, 107(6), p.063503_1 - 063503_10, 2023/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.107.063503

偏光レーザーと電子による逆コンプトン散乱は偏光ガンマ線を生成する手法の一つであり、100%偏光のレーザーを用いることで100%の偏光ガンマ線を得ることができる。しかしながら、偏光具合はガンマ線の散乱角度に依存して変化する。本研究ではMeVのエネルギーのガンマ線の円偏光度を測定することが可能である磁化鉄を用いて、ガンマ線の円偏光度の空間分布を実験的に測定した。ガンマ線の磁化鉄の透過率の非対称性が確認され、中心軸付近において円偏光しているガンマ線が、散乱角度が大きくなると円偏光から直線偏光に変化することが確認された。

Observation of oriented organic semiconductor using Photo-Electron Emission Microscope (PEEM) with polarized synchrotron

関口 哲弘; 馬場 祐治; 平尾 法恵; 本田 充紀; 和泉 寿範; 池浦 広美*

Molecular Crystals and Liquid Crystals, 622(1), p.44 - 49, 2015/12

BB2014-1632.pdf:0.71MB

https://doi.org/10.1080/15421406.2015.1096989

分子配向は有機半導体材料の様々な性能を制御する上で重要な因子の一つである。一般に薄膜材料は様々な方向を向く微小配向領域の混合状態となっている。したがって、各々の微小領域において配向方向を選別して顕微分光観測できる手法が望まれてきた。我々は、光電子顕微鏡(PEEM)法と直線偏光性をもつ放射光X線や真空紫外(VUV)光を組み合わせる装置の開発を行っている。ポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)導電性ポリマー薄膜を溶液法により作製し、偏光放射光励起によるPEEM像の観測を行った。また様々な偏光角度のUV照射下におけるPEEM像を測定した。放射光励起実験において各微小領域の硫黄S 1s励起X線吸収スペクトルが得られ、微小領域におけるポリマー分子配向の情報を得ることができた。またUV励起実験においては、偏光角度に依存して異なる微結晶層を選択観測することに成功した。実験結果はポリマーの特定の分子軸へ向いた配向領域だけを選択的に顕微鏡観測できることを示唆する。

グラファイト構造ホウ素窒化炭素の原子配置に関する分極ルールの再検討

下山 巖; 馬場 祐治; 関口 哲弘

DV-X研究協会会報, 27(1&2), p.34 - 44, 2015/03

共役系ホウ素窒化炭素化合物(BCN)は触媒活性などの機能性が注目を集めている。しかし、その原子配置は不明である。我々はNEXAFS分光法のN吸収端でのスペクトルをDVX法で解析し、原子配置に関する分極ルールを提案した。本発表ではB吸収端でのスペクトルから分極ルールを再検討した結果について報告する。BCNのB及びNのNEXAFSスペクトルは六方晶窒化ホウ素(h-BN)のNEXAFSスペクトルのピークよりも低エネルギー側にブロードな成分を示し、偏光依存性解析からそれらの成分は面外遷移に帰属される。グラファイト構造BCNについて原子配置の異なる幾つかのモデルクラスターの準位の電子状態をDVX法により計算した。BC2NはB, Nどちらの内殻励起においてもh-BNよりも低い励起エネルギー領域に準位を示した。B, C, N間で大きい分極をもつ原子配置の場合はB吸収端において大きいピーク強度を示すが、B, C, N間の分極が小さい原子配置の場合は逆の傾向を示すことから、B吸収端のNEXAFSスペクトルの結果も分極ルールの存在を支持することがわかった。

Molecular orientation of pentacene derivative

池浦 広美*; 関口 哲弘

Photon Factory Activity Report 2013, Part B, P. 518, 2014/00

積層型有機電導性分子は分子エレクトロニクスへの応用が広く期待されている。有機半導体における伝導帯の電子構造の直接的な観測が行えれば、電導メカニズムの理解が一層進むと期待される。ペンタセンに置換基を導入した誘導体分子はより良い電子性能が発揮されることが実証されている。本研究ではペンタセン誘導体の薄膜に関して、放射光を用いた角度依存X線吸収端微細構造(NEXAFS)法により表面配向効果を明らかにし 薄膜分子積層モデルを考察した。また、DVX密度汎関数法を用い、価電子帯の状態密度や軌道対称性を計算した。また内殻電子軌道から空軌道への共鳴遷移エネルギーと遷移強度を求め、X線吸収実験の結果と比較した。

Direct observation of the Fe substitution effect on the MCD spectra of the dysprosium iron garnet family

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 松下 智裕*; 河村 直己*; 中谷 健

Physica Scripta, T115, p.611 - 613, 2005/00

希土類ガーネットは典型的なFerri磁性体である。その一つである、DyFeO系の磁化方向の起源について明らかにするために、原研ビームラインBL23SUにて円磁気2色性測定実験を行った。Feの一部をInもしくはGaで置換した試料の測定を行い、FeのTdサイト,Onサイトそれぞれのスピンの状態が磁化方向に大きく寄与していることがわかったので報告する。

SPring-8原研軟X線ビームライン用挿入光源ID23の位相駆動が誘起する軌道変動調査及び駆動方向によらない補正テーブルの作成

中谷 健; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 松下 智裕*; 高雄 勝*; 竹内 政雄*; 青柳 秀樹*; 田中 均*

JAERI-Tech 2004-013, 16 Pages, 2004/12

JAERI-Tech-2004-013.pdf:3.55MB

SPring-8原研軟X線ビームライン用挿入光源ID23は位相駆動時に二つの特徴的な軌道変動を引き起こす。一つはID23の磁石列が持つ誤差磁場が位相駆動によって変動するために引き起こされるもので、もう一つは位相駆動用サーボモーターのノイズによるものである。これらの軌道変動を蓄積リングアーク部に置かれている3台の電子ビーム位置モニターを用いて測定した。磁石列の誤差磁場による変動データとID23の位相位置の関係から、位相駆動の方向によらない変動成分を補正する励磁テーブルを作成した。

NEXAFS spectra of an epitaxial boron nitride film on Ni(111)

下山 巖; 馬場 祐治; 関口 哲弘; Nath, K. G.

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 137-140, p.573 - 578, 2004/07

https://doi.org/10.1016/j.elspec.2004.02.040

六方晶窒化ホウ素(h-BN)はグラファイト構造の2次元的な異方性を持つワイドバンドギャップ化合物であり、超薄膜絶縁体の材料として興味深い対象である。近年そのエピタキシャル薄膜がNi(111)上に形成されることが明らかになった。そこでわれわれは吸収端近傍X線微細構造(NEXAFS)分光法を用いてこのエピタキシャル薄膜の電子構造を調べた。h-BNエピタキシャル薄膜生成にはボラジン(BNH)を用いた。真空中で加熱したNi(111)基板にボラジンガスを吹き付けることによって約12層のh-BN薄膜を得た。薄膜とバルクの電子構造の違いを調べるため両者のNEXAFSスペクトルを測定した。バルクh-BNはホウ素K吸収端のNEXAFSスペクトルにおいて1s*遷移に帰属される特徴的な一本の*ピークを示す。一方h-BN薄膜のスペクトルはバルクのスペクトルに観測された*ピークの高エネルギー側に新しいピークを示した。NEXAFSスペクトルの偏光依存性解析によりこのピークは*ピークに帰属された。この結果はh-BNエピタキシャル薄膜の*バンドがバルクh-BNの*バンドと明らかに異なることを示しており、基板との相互作用によりh-BNの伝導帯における電子構造の変容が生じたことを示唆している。

Study of the anisotropy of electron energy distribution of optical-field ionized oxygen plasma by using polarization spectroscopy

Kim, J.*; Kim, D. E.*; 河内 哲哉; 長谷川 登; 助川 鋼太*; 岩前 敦*; 藤本 孝*

Journal of the Optical Society of Korea, 7(3), p.145 - 149, 2003/09

https://doi.org/10.3807/JOSK.2003.7.3.145

強い光電界強度によって生成した酸素プラズマにおける電子の速度分布関数の異方性について偏光プラズマ分光の手法を用いて評価した。用いた光源は幅66fs,ピーク強度10W/cmのチタンサファイアレーザーで、この強度においては、光電界電離が主要な電離過程となる。観測においてはプラズマからのリチウム様酸素イオン(Oイオン)の1s2p P-1s4d D(J=1/2-3/2及びJ=3/2-5/2)遷移(波長12.992nm)の偏光を計測した。その際、同種のイオンからの1s 2pP-1s4sS(J=1/2-1/2及びJ=3/2-1/2)を異なる偏光方向に対する計測系の感度の校正に用いた。上記の発光線の偏光度を酸素ガス密度、及び入射レーザーの偏光方向を変えた場合に調べた結果、励起レーザーの偏光状態を直線偏光から円偏光にすることで、発光線の偏光度が下がり、またガス密度を増加させると偏光度が下がることが見いだせた。これらの結果から、プラズマ中の電子速度分布関数の異方性の発生及び緩和についての知見が得られ、プラズマの異方性に起因すると考えられるX線レーザーの偏光制御への足掛かりが得られた。

SPring-8原研軟X線ビームラインBL23SUのH13年運転・整備記録

安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健; 藤井 健太郎; 横谷 明徳

JAERI-Tech 2002-064, 57 Pages, 2002/08

JAERI-Tech-2002-064.pdf:7.47MB

SPring-8,BL23SUは原研専用軟X線ビームラインである。2001年は冬期シャットダウン中に行われた。IDチャンバー改良に伴う最大パワー上昇に対する、遮蔽対策・放射線管理への変更申請が進められ、実運用への準備が進んだ。また、ID駆動に対するCOD補正もその精度向上が進んでいる。また、XBPMの改造も行われた。本報告では、2001年に行われた挿入光学,分光器,制御システム等のビームラインにかかわる、整備・調整に関してSPring-8の運転スケジュールに沿ってまとめる。

APPLE-2型アンジュレータの高速位相変調を用いた高分解能円二色性実験

安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健; 松下 智裕*; 斎藤 祐児; 水牧 仁一朗*; 横谷 明徳; 田中 均*; 宮原 義一*; 島田 太平; et al.

放射光, 14(5), p.339 - 348, 2001/11

http://ci.nii.ac.jp/naid/10007157437

軟X線領域における円偏光2色性の実験は、物性のカイラリティや磁性を調べるうえにおいては大変に強力な手段であるが、実験のS/Nを上げたり、精度を上げたりするにはいくつかの困難があった。今回われわれはSPring-8のIN23に設置された佐々木型・可変偏光型挿入光源の位相切り換えによる、軟X線の偏光切り換えと分光器の制御を組み合わせた測定系を立ち上げる様子や問題点などについて報告する。