X線強度相関分光法を用いた動的構造研究

使用 X 射线强度相关光谱进行动态结构研究

• 批准号: 17740203
• 负责人: 石川 大介
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740203/
• 关键词: コヒーレントX線; ダイナミクス; 超臨海流体; X線非弾性散乱; 構造不規則系; 動的構造; 強度相関; 時間自己相関

本研究は、コヒーレントX線を利用した動的構造研究手法であるX線光子相関分光法を用いて、不規則系の動的構造研究手法の開発とその応用研究を目的としている。第三世代高輝度放射光光源の活用により、X線領域におけるコヒーレント光を利用した物性研究が近年開始されている。X線光子相関分光法は空間的・時間的に乱れた系のゆらぎを研究する上で極めて強力な実験手法となりつつある。しかし、コヒーレント強度、検出器の制約等により適用されている時間領域は必ずしも速いものではない。そこで、本研究では検出システムの基礎的開発を踏まえながら、本測定法のより広範な時間領域、様々な物性系への適用を念頭におきながら研究を進めている。動的構造研究の応用として、超臨界流体システムにおける動的臨界現象を適用させた。SPring-8の高フラックスビームライン(BL40XU)において、実際に超臨界流体を達成させるための高温高圧試料セルを用いてX線強度相関分光の測定をおこなった。結果として、S/Nが極めて低く、バックグラウンドを適切に取り除くことが不可能であった。したがって、十分な統計精度をもつスペクトルの取得に至らなかった。一方、X線光子相関分光法による動的臨界現象の研究用に製作した超臨界流体セルを用いて、超臨界流体水のX線ラマン散乱実験をおこなうことができた。実験装置は、SPring-8の電子励起を対象としたX線非弾性ビームライン(台湾ビームライン、BL12XU)を使用した。測定した超臨界流体水のX線ラマンスペクトルからは、これまでに観測されていないほど明瞭な酸素原子k-edgeからのpre-edgeとmain-edge比が確認された。超臨界流体水の水素結合状態についてより定量的な議論が可能となると考えられ、現在、解析を進めている。

The purpose of this study is to explore the application of X-ray photon correlation spectroscopy in the study of dynamic structure of irregular systems. The third generation of high-luminance radiation light source utilization in the X-ray field has been studied in recent years. X-ray photon correlation spectroscopy is used to study spatial and temporal chaos. For example, the intensity of the detector, the approximation of the detector, the time domain, and the speed of the detector. This study aims to explore the fundamental development of the system and to further the research on the application of the system in the field of time and physical properties. The application of supercritical fluid to dynamic critical phenomena SPring-8 High Temperature Supercritical Fluid (BL40XU) is used for the determination of high temperature and high pressure samples by X-ray intensity-dependent spectroscopy. As a result, S/N ratio is extremely low, and it is impossible to select the right one.したがって、十分な统计精度をもつスペクトルの取得に至らなかった。The X-ray photon correlation spectroscopy is used to study the critical phenomenon of supercritical fluid. The device uses SPring-8 electronic excitation for X-ray non-linear applications (Taiwan applications, BL12 XU). Determination of X-ray emission of supercritical fluid water and determination of the pre-edge and main-edge ratio of acid atoms. Water element binding state of supercritical fluid is discussed quantitatively.