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論文

First observation of natural circular dichroism for biomolecules in soft X-ray region studied with a polarizing undulator

田中 真人*; 中川 和道*; 安居院 あかね; 藤井 健太郎; 横谷 明徳

Physica Scripta, T115, p.873 - 876, 2005/00

SPring-8のBL23SUに挿入されている偏光可変アンジュレーターを用いて軟X線領域における分子の酸薄膜の自然円二色性(NCD)を世界で初めて測定した。試料として、フェニルアラニン,セリンなどのアミノ酸薄膜を用いた。その結果、フェニルアラニン薄膜,セリン薄膜ともにL体D体で符号対称な円二色性スペクトルが観測された。また、KTP結晶などを用いた線二色性測定についても報告する。

論文

Soft X-ray magnetic circular dichroism study of [Co/Pd] multilayered perpendicular magnetic films

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 松下 智裕*; 朝日 透*; 川治 淳*; 佐山 淳一*; 逢坂 哲彌*

Journal of Applied Physics, 95(12), p.7825 - 7831, 2004/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:70.54(Physics, Applied)

本研究では、下地層材料及びその膜厚を変化させた[Co/Pd]n多層膜の軟X線磁気円二色性吸収(MCD)を測定し[Co/Pd]n多層膜の磁気モーメントに関する知見を得ることを試みた。実験は、SPring-8の軟X線分光ビームライン(BL23SU)にて行った。挿入光源の駆動による偏光反転と分光器のエネルギー挿引とを組合せMCDを全電子収量法で測定した。試料はマグネトロンスパッタリングにより室温で作製され、積層数,下地層の種類,膜厚を変えた下地層の上に0.8nmのPd層と0.2nmのCo層を交互に積層させたものであった。測定の結果、下地効果によるマクロな磁気特性の変化から期待されるようなMCDスペクトルの大きな変化は見られず、多層膜上部のCoの電子状態は下地層を変えても大きく変化しないことを示した。したがって、下地層は[Co/Pd]n層との界面近傍の初期成長層のみに影響を与え、それによって、多層膜の全体の磁気特性が大きく変化していると考えられる。

論文

Soft X-ray beamline for spectroscopy of solids at SPring-8

斎藤 祐児; 木村 洋昭*; 鈴木 芳生*; 中谷 健*; 松下 智裕*; 室 隆桂之*; 宮原 恒あき*; 藤澤 正美*; 曽田 一雄*; 上田 茂典*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 467-468(Part.1), p.553 - 556, 2001/07

 被引用回数:23 パーセンタイル:15.68(Instruments & Instrumentation)

SPring-8のBL25SUは、軟X線円偏光放射光を利用し、光電子分光、光吸収磁気円2色性、光電子回折等の手法により、固体の電子状態及び表面原子構造等の高精度測定を行うビームラインである。今回は、200~500eVの光エネルギーでの本ビームラインの性能及び、円偏光アンジュレーターに関する評価結果を報告する。エネルギー分解能は、Ar及びN$$_{2}$$気体の光吸収スペクトルを測定することにより評価し、これまでにほかの放射光施設で得られているスペクトルと同程度以上のものが測定でき、他エネルギー側においても、本ビームラインの高い性能を実証することができた。

論文

Enantioenrichments of $$alpha$$-amino acids with high-intensity excimer laser

清水 雄一

Laser Chemistry, 18(3), p.143 - 154, 1999/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:89.12(Chemistry, Physical)

メチオニンラセミ体のエナンチオ区別反応がXeFエキシマレーザー(波長:351nm)からの高強度の左右円偏光レーザー光照射によって効率良く起こることを見いだした。また、トレオニンも同様な結果を示した。これらの結果から、$$alpha$$-アミノ酸のエナンチオ濃縮反応は脱カルボキシル及び脱アミン反応のようなレーザー光選択的分解反応が関与し、$$alpha$$-アミノ酸の化学構造、特に官能基、によって大きく影響されることが明らかになった。さらに、単独では反応しないプロリンとバリンでも、それらを混合して水溶液で円偏光レーザー光を照射すると、それらのエナンチオ選択的光分解反応が同時に効率良く起こることを初めて見いだした。また、この反応はプロリンとバリンの混合比によって大きく影響されることから、プロリンとバリンとの間の分子間相互作用を経てエナンチオ区別反応が進行していると考えることができる。

論文

原研軟X線ビームラインBL23SUの現状

寺岡 有殿; 横谷 明徳; 斎藤 祐児; 中谷 健; 岡根 哲夫; 吉越 章隆; 藤森 伸一; 赤松 憲*; 島田 太平*; 平松 洋一*; et al.

第2回SPring-8シンポジウム報文集, p.215 - 239, 1998/00

原研では現在SPring-8に軟X線ビームラインBL23SUの立ち上げを進めている。表面化学、生物学、固体分光学の各実験ステーションを直列に配置し、タイムシェアして実験を行う。本ビームラインの特長はRI実験棟に引き込まれていることである。RI棟ではアクチナイド元素を含有する試料に対するXPS,MCD実験が可能になる。放射性物質のビームラインへの拡散を防止するため、高速ゲートバルブ、衝撃波遅延管、液体窒素トラップ、RI検査ポート、放射線計測チェンバが設けられている。挿入光源として採用したアンジュレータの立ち上げも進めている。最近周期的円偏光切り換えの予備的試験を開始した。分光光学系の調整も合わせて進めている。

論文

Twin helical undulator beamline for soft X-ray spectroscopy at SPring-8

斎藤 祐児; 中谷 健*; 松下 智裕*; 宮原 恒あき*; 藤沢 正美*; 曽田 一雄*; 室隆 桂之*; 上田 茂典*; 原田 英幸*; 関山 明*; et al.

Journal of Synchrotron Radiation, 5, p.542 - 544, 1998/00

 被引用回数:62 パーセンタイル:4.81(Instruments & Instrumentation)

2つの円偏光アンジュレータを利用した軟X線ビームラインの建設を行っている。円偏光アンジュレータは5つのキッカーマグネットを用いて、同じ光軸上に左右円偏光を取り出すことができる。ビームラインは2枚の前置鏡、不等刻線間隔回折格子を用いた定偏角分光器、2枚の後置鏡により構成されており、1500eV以下の光エネルギー領域をカバーする。光線追跡計算の結果、使用するエネルギー領域すべてにおいて、エネルギー分解能10$$^{4}$$以上が得られることがわかった。実験ステーションでは、この高分解能光を用いて、高分解能光電子分光、内殻光吸収磁気円二色性、2次元光電子分光装置の建設も進めている。

論文

Laser-induced enantioenrichment of tartaric acid via a multiphoton absorption process

清水 雄一

J. Chem. Soc., Perkin Trans., 1, 0(9), p.1275 - 1278, 1997/00

本論文は、XeFエキシマレーザー(351nm)からの高強度円偏光を用いる酒石酸の効率的な不斉合成について述べたものである。ラセミ酒石酸に集光した右円偏光を照射すると、L-酒石酸の濃度は照射と共に減少するが、D-酒石酸の濃度は照射によってもほとんど変化しない。このように、右円偏光を用いてD-酒石酸を選択的に濃縮できることがわかった。一方、左円偏光を用いた場合には、L-酒石酸を選択的に濃縮できることがわかった。これらの結果から、高強度の円偏光を用いると、その向きを変えるだけで酒石酸のエナンチオマーを選択的に効率よく合成できることが明らかになった。このエナンチオマー区別反応のフルエンス依存性から、XeFレーザーからの高強度の円偏光を用いる酒石酸の不斉合成反応は酒石酸のカルボキシル基の2光子吸収過程を経る脱カルボキシルのような光分解反応を通して進行することを明らかにした。

論文

Laser-induced enantiodifferentiating reaction of tartaric acid using high-intensity circularly polarized light

清水 雄一; 河西 俊一

Chemical Communications, 0(11), p.1333 - 1334, 1996/06

窒素飽和下でDL-酒石酸水溶液にXeFレーザー(351nm)からの集光した右回りの円偏光(フルエンス:1.6J/cm$$^{2}$$・パルス、非集光の場合に比べてエネルギーは約150倍)を照射すると、L-酒石酸の濃度は照射と共に減少するが、一方D-酒石酸の濃度はほとんど減少しない。これに対し、左回りの円偏光を照射した場合には、D-酒石酸の濃度は照射と共に減少するが、一方L-酒石酸の濃度はほとんど減少しない。なお、L-およびD-酒石酸水溶液の照射についても同様な結果が得られた。このように、XeFレーザーからの高強度の円偏光を用いることによって、酒石酸の光学活性体を効率良く合成できることが明らかになった。さらに、円偏光の向きと合成される光学活性体との間には相互関係があり、高強度の円偏光照射によってエナンチオ区別反応が起こることがわかった。

論文

Efficient enantiomeric enrichment of tartaric acid using a highly intense circularly polarized light

清水 雄一; 河西 俊一

Chemical Communications, 0(7), p.819 - 820, 1996/04

窒素飽和したDL-酒石酸に高強度XeFレーザー(351nm)からの集光した右円偏光を照射すると、L-酒石酸の濃度は吸収エネルギーが増加するとともに著しく減少し、1$$times$$10$$^{4}$$Jの照射での減少率は約13.9%であった。一方、D-酒石酸の濃度は照射によってもほとんど変化しなかった。L-酒石酸濃度の減少から求めたD-酒石酸のエナンチオマー過剰率は約7.5%であった。このように、高強度の右円偏光レーザー光を用いると、DL-酒石酸からD-酒石酸を効率よく濃縮できることがわかった。このような反応が起こるのは、酒石酸の多光子吸収過程を経る脱カルボキシルなどの分解反応が偏光性に依存するためであると考えられる。

報告書

SPring-8 原研軟x線ビームライン用挿入光源の磁場解析

小林 秀樹*; 佐々木 茂美; 島田 太平; 高雄 勝*; 横谷 明徳; 宮原 義一

JAERI-Tech 96-013, 32 Pages, 1996/03

JAERI-Tech-96-013.pdf:1.18MB

大型放射光施設SPring-8に設置される原研軟X線ビームライン用挿入光源の設計検討として、発生磁場および得られる放射光に関する計算を行った。この挿入光源は平面型可変偏光アンジュレータ(APPLEタイプ)であり、4列の磁石列を相対的に位相駆動することにより、水平直線偏光、垂直直線偏光、楕円偏光、左右円偏光の放射光を発生することができる。本装置では左右円偏光切換えを1Hzの高速で行うことができる。左右円偏光切換えを高速で行う上で負荷となる磁石の吸引力反発力を計算した結果、その力はギャップ、位相差とともに大きく変化することが分かった。また、種々の影響によって起こる磁場分布のひずみが、放射光にどのような影響をもたらすかを調べた。必要とする放射光エネルギーを発生するための装置仕様を明示した。

論文

First observation of undulator radiation from APPLE-1

佐々木 茂美; 島田 太平; 柳田 謙一; 小林 英樹*; 宮原 義一

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 347, p.87 - 91, 1994/00

 被引用回数:18 パーセンタイル:17.37(Instruments & Instrumentation)

原研で開発した新型可変偏光アンジュレータを小型電子ストレージリングJSRに挿入し、種々に偏光した放射光を発生させることに成功した。偏光状態の確認にはウオラストンプリズムを用い、アンジュレータの磁石の位相を変えて水平直線偏光、垂直直線偏光、円偏光が発生していることを確認した。また、磁石の位相及びギャップを変えても放射の光軸が安定していることから、この装置で発生する磁場がストレージリング中の電子ビームに悪影響を与えないことが判明した。

報告書

新型可変偏光アンジュレータの解析

角野 和義*; 佐々木 茂美; 島田 太平; 宮原 義一

JAERI-M 93-156, 27 Pages, 1993/08

JAERI-M-93-156.pdf:1.06MB

磁場解析ソフトウェアとアンジュレータ放射光特性解析プログラムを利用して新型可変偏光アンジュレータの磁場特性と放射光特性の解析を行った。その結果、任意の磁石列の位相差に対し磁場の各成分間の位相差は、常に磁場周期長の1/4であることがわかった。また、このアンジュレータの垂直偏光、円偏光、水平偏光の各モードのときの磁場のマルチポール成分を計算した。さらに、このアンジュレータをSPring-8に挿入した場合に期待される放射光の計算を各モードに対して行った。

論文

Design of a new type of planar undulator for generating variably polarized radiation

佐々木 茂美; 角野 和義*; 高田 武雄*; 島田 太平; 柳田 謙一; 宮原 義一

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 331, p.763 - 767, 1993/00

 被引用回数:79 パーセンタイル:1.68(Instruments & Instrumentation)

最近、放射光の偏光特性を積極的に利用する研究が盛んになりつつある。特に円偏光した放射光は、物質の磁気的性質を調べるための強力な手段であることが知られている。一方直線偏光についても垂直面内に偏光した放射光を用いることが望ましい利用研究も数多くある。これらの利用研究のニーズに答えるべく、目下原研で新しいタイプの可変偏光アンジュレーターを製作中である。本報告ではこのアンジュレーターの構造、磁場性能、放射光特性について述べる。

論文

A New undulator for generating variably polarized radiation

佐々木 茂美; 宮田 浩二*; 高田 武雄*

Japanese Journal of Applied Physics, 31(12B), p.L1794 - L1796, 1992/12

 被引用回数:77 パーセンタイル:5.46(Physics, Applied)

最近、放射光利用研究分野では、シンクロトロン放射の偏光特性を積極的に利用しようという試みがさかんになりつつある。この様な要請に答えるために我々は、自由に偏光特性を変えられる新型アンジュレーターを考案した。この装置は、電子軌道の上下に合計4列の磁石列を配置した構造になっており、各々の磁石列の相対位置を変えることにより、円偏光、楕円偏光、水平直線偏光、垂直直線偏光を作り出すことが可能である。また、この装置はこれまでに提唱された類似の装置に比較して、電子軌道上でより強い磁場を発生できるため、円偏光放射光の波長可変範囲を広く取れるという利点がある。

報告書

垂直偏光アンジュレータの開発

角野 和義*; 佐々木 茂美

JAERI-M 92-157, 11 Pages, 1992/10

JAERI-M-92-157.pdf:0.56MB

磁界解析ソフトウェアを利用して垂直偏光アンジュレータり概念設計を行った。本報告のアンジュレータの構成は1磁場周期(80mm)に合計8個の磁石を用いるタイプと16個の磁石を用いるタイプとした。これらのモデルと以前に報告した新型可変偏光アンジュレータの垂直偏光モード時の磁場強度の比較を行った。解析の結果、1磁場周期に16個の磁石を使用するタイプが新型可変偏光アンジュレータの垂直偏光モードに対し、約1.3倍高いピーク磁場を示すことが明らかになった。さらに垂直偏光アンジュレータの磁石列の位相をずらすことにより、新型可変偏光アンジュレータと同様に円偏光を発生できることも判明した。また、この際に新型可変偏光アンジュレータの円偏光モード時より、わずかではあるが高い螺施磁場が得られることがわかった。

論文

Faraday rotation and elliptization of electron cyclotron emission on reactor-grade tokamak plasma

佐藤 正泰; 長島 章; 石田 真一; 伊世井 宣明

Japanese Journal of Applied Physics, 30(11B), p.L1989 - L1992, 1991/11

 被引用回数:6 パーセンタイル:60.49(Physics, Applied)

炉心級トカマクプラズマに対して、従来考慮されていないECEの偏光面の回転と楕円偏光化の効果について調べた。測定される偏光状態は、最初に放射された時の偏光状態とは異なり、プラズマ伝播中に偏光面が回転し、楕円変更になる。これらの効果はプラズマ電流が大きくなると顕著になる。2次元ECE計測による炉心級プラズマの電子温度測定には、ストークスパラメーターの様な偏光状態を規定する物理量の測定が必要である。

論文

The Use of a single wavelength Wiggler in PEP as a circular polarized hard X-ray source

佐々木 茂美; B.Youngman*; H.Winick*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 291(1-2), p.401 - 407, 1990/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:50.17(Instruments & Instrumentation)

スタンフォード線形加速器センター(SLAC)にある電子・陽電子蓄積リングPEPにはエミッタンス制御用に常電導3極ウイグラーが挿入されている。このウイグラーを円偏光X線源として使用することが可能かどうかの考察をおこなった。その結果、PEPを電子ビームエネルギー8GeV、低エミッタンスモードで運転する際には、このウイグラーを使用して、加速器中の電子ビームに大きな影響を与えることなく高強度の円偏光X線が得られることが明らかになった。この円偏光X線は、磁気散乱、磁気コンプトン散乱、核共鳴散乱等、種々の先駆的放射光利用実験に用いられる。

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