2011.11.07 (月)
2011.10.17 (月)
Workshop: CROSSROAD of Users and J-PARC 第１回「J-PARCにおける強相関系や機能材料研究の将来」
2011.08.08 (月)
2011.07.20 (水)
2011.07.06 (水)
2011.04.14 (木)
日時：3/8（木）10:00～
場所：PF研究棟2階会議室
英題：High Aspect Ratio X-Ray Optical Components fabricated by X-ray lithography
講師：Dr. Juergen Mohr(カールスルーエ技術研究所光学部門長)
要旨:
In the talk we will describe the processes to fabricate compound refractive lenses (CRLs) and grating structures and show the results of the characterization experiments. In view of application, the focus will be on synchrotron experiments but also on
experiments done with conventional X-ray sources.
At the Karlsruhe Institute of Technology deep X-ray lithography, the first step of the LIGA process is used to fabricate high aspect ratio micro structures out of polymer. By a subsequent electroforming process, metallic micro structures are realized. The structures are characterized by dimensions in the micrometre range, aspect ratios of up to 100, steep and smooth sidewalls with roughness (Ra) in the range of 10 nm. These features give rise to use the LIGA process for fabricating X-ray optical structures like CRLs or gratings for Talbotinterferometry.
Using an epoxy based resist material, compound refractive lenses (CRLs) with parabolic shaped elements have been fabricated for different energies up to 50
keV, focal lengths down to a few millimetre and focal spot sizes of less than 100 nm.
These parabolic lenses are efficient up to apertures of a few hundred micrometres. To increase the aperture the absorbing material was further decreased by
transforming the continuous parabolic into a truncated parabolic lens design with a size of the refractive element of approx. 10 μm. By stabilizing more than ten thousands of these structures with a height of several millimetres by a lattice fence like arrangement, lenses with an aperture of 1.5 mm x 1.5 mm could be achieved leading to spot sizes in the micron range. Building a Talbot-interferometer system for X-ray phase imaging at higher energies requires the fabrication of gratings with a period in the micron range out of gold with a height of at least 100 μm. In this case the lithographically fabricated SU8 (epoxy based resin) structure is used as a template for the electroforming process.
Optimizing the resist material, the design and the process conditions lead to the fabrication of grating structures with an aspect ratio of more than 100 in a field of view of 50 mm2. With such gratings visibilities of 65% for 30 keV and 25% for 52 keV could be measured at ID19 at ESRF.
日時：3/1（木）16:00～
場所：つくば・4号館2階輪講室１ 東海・東海1号館3階324室
題名：高輝度ビームを利用したタンパク質結晶解析の戦略
英題：Strategy for X-ray Diffraction Measurement in Protein Crystallography by using High-flux micro beam
講師：清水 伸隆氏（KEK-PF）
要旨:
タンパク質のX線結晶構造解析では、膜タンパク質やタンパク質複合体をはじめとして、結晶化の標的となる試料がますます高難度化している。その結果、 かろうじて得られた結晶も結晶性が一様で無い、またはサイズが小さい（数ミクロン～10数ミクロン）など、測定に大きな困難が伴う場合も多い。このような 状況から、実際に回折実験を行う放射光ビームラインへの要求性能も高度化し、特に結晶性や結晶サイズの問題をクリアするために高輝度微小ビームが必要となっ ている。一方、高度微小ビームを利用する場合、結晶試料の放射線損傷が大きな問題となる。本発表では、演者がSPring-8の主にBL41XUで行った、BLの光学系・ 回折計の高度化から、放射線損傷評価、損傷とBL性能に基づくデータ収集戦略の提言などに関して紹介する。
日時：2/24（金）14:00～
場所：つくば・4号館2階輪講室１ 東海・東海1号館3階324室
題名：脂質分子の階層的自己組織化：巨大小胞構造の形成メカニズムと長距離水和状態
英題：Hierarchical self-assembly of lipids: Formation mechanism of giant vesicles and the long-range-hydration state of the lipid membrane
講師：菱田 真史氏（筑波大学数理物質科学研究科）
要旨:
両親媒性分子の一種であるリン脂質は水中で自発的に二重膜構造をとり、この二重膜構造は生体膜の基本構造として生命現象維持の本質を担っ ていることが知られている。生体膜の機能を物理的な側面から理解するには、このリン脂質二重膜がどのように自発的に様々な構造を形成するのかを理 解することが重要である。特に我々はこれまで、リン脂質二重膜間に働く相互作用に注目し、この相互作用がメソスケールでのリン脂質の構造形成（た とえば小胞構造）にどう関わっているのかを解明するべく研究を行ってきた。
本発表ではまず、人工細胞モデルとして近年盛んに利用されているリン脂質細胞サイズ小胞（ジャイアントベシクル）の形成メカニズムに関する研究 についてお話しする。顕微鏡およびＸ線小角散乱によるベシクル形成プロセスの観測結果を示し、さらに膜間相互作用を考慮した速度論的な解釈を行っ た結果から、ジャイアントベシクルの形成メカニズムの一連のモデルを提示する[1,2,3]。さらにそこから提案される新規なジャイアントベシク ル形成法についても述べる[4]。
つぎに、リン脂質の周囲の水が脂質膜のメソスケールの構造形成に関わるのかどうかに注目して研究を行った結果をお話しする。発表ではまず、近年 急速に発達してきたテラヘルツ分光法を用いることでリン脂質膜の水和状態を詳細に観測できることを示し、その結果、脂質膜表面に存在する水和水が これまで信じられてきたよりも長距離に及ぶことが明らかになったことを示す[5]。この結果は水和層の存在が膜間相互作用に影響を与え、脂質膜の メソスケールの構造形成にも大きく関わっていることを示唆している。そこで最後に、脂質のメソスケールの構造形成と水和状態との関係について調べ た最近の結果についてもお話ししたいと思う[6]。
[1] M. Hishida et al., Chem. Phys. Lett. 411, 267-272, (2005).
[2] M. Hishida et al., Chem. Phys. Lett., 455, 297-302, (2008).
[3] M. Hishida et al., Phys. Rev. E. 80, 051407, (2009).
[4] N. L. Yamada , M. Hishida et al., Europhys.Lett., 80, 48002, (2007).
[5] M. Hishida, K. Tanaka, Phys. Rev. Lett. 106, 158102, (2011)
[6] M. Hishida, K. Tanaka, J. Phys. Condens. Matter, in press.
日時：2/23（木）16:00～
場所：つくば・4号館2階輪講室1 東海・東海1号館3階324室
題名：磁石材料における磁化反転の模型解析
英題：Magnetization reversal model of permanent magnet materials
講師：三俣 千春氏（東北大学大学院 工学研究科 電子工学專攻）
要旨:
永久磁石材料の基本特性として、磁化反転が生じにくいことが求められるが、この指標となるのは磁性材料の磁化過程における保磁力である。理想結晶 におい て、保磁力は磁気異方性エネルギーによって決定される有効場である異方性磁場と一致する。しかし、実際の磁石材料で得られる保磁力は、異方 性磁場の ２０～４０％程度にしかならず、実用材料の磁化反転の解析を通じて保磁力機構を理解することが重要である。本講演では、希土類磁石材料の 表面磁気異方性 効果が、磁化反転機構におよぼす影響ついて紹介する。
日時：2/20（月）17:30～18:30
場所：PF研究棟2階会議室
題名：GPCRの構造研究のための安定化改変体作製・評価プラットフォーム
英題：A platform for rapid construction and evaluation of stable GPCR variants for structural study.
講師：白石 充典氏（九州大学 大学院薬学研究院 蛋白質創薬学分野）
要旨:
現在市販されている医薬品の半数以上がG蛋白質共役型受容体（GPCR）を標的としており、GPCRは創薬ターゲットとして最も重要な蛋白質ファミリーである。薬の合理的設計には、蛋白質の立体構造を基にしたアプローチが重要であるが、ほとんどのGPCRは野生型の状態では発現が低くかつ不安定で、立体構造の解明には適さない。 ゆえに高発現・安定化のための蛋白質工学的な改変は必須であり、発現が低く不安定なターゲットが多く残されている現在、簡便かつ迅速に、高発現・安定化改変体を作製し評価できる系が望まれる。我々は出芽酵母（S. cerevisiae）を用いた、GPCR改変体構築・評価のためのプラットフォームを確立した。これにより、従来よりも3分の1程度の期間で改変体構築から評価までを行うことができるようになった。またS.cerevisiaeで作製した性質の良い（高発現で安定な）改変体は、他の宿主においても良い性質を示した。我々はこのプラットフォームを用いて、アレルギー症状に深く関与するヒスタミンH1受容体の改変体の大量調製に成功し、3.1オングストローム分解能での構造解析に成功した。この構築・評価系は創薬ターゲットとなる他の膜蛋白質全般に対しても有用な手法となることが期待される。
日時：2/2（金）16：00-
場所：つくば 4号館2階輪講室１/東海 東海1号館324室
題名：共鳴・非共鳴X線回折によるURu2Si2における隠れた秩序相の研究
英題：Resonant and Non-Resonant X-ray Diffraction Study of Hidden Order Phase in URu2Si2
講師：網塚 浩氏（北海道大学大学院理学研究院 物理学部門 教授）
要旨:
URu2Si2（体心正方晶、ThCr2Si2型；空間群I4/mmm）は1985年に発見された超伝導体であり、重い電子系物質群の中でも最も古株の一つにあたる。この 物質が今もなお注目を集め続ける理由は、超伝導転移点（約1.4K）より高温の17.5 Kで起こるもう一つの2次相転移の起源が、多くの研究努力に も拘わらず未解明なことによる。この相転移は現在「隠れた秩序」と呼ばれ、20を越える様々な理論提案の中で、実験で如何に秩序変数を特定するかに各国の 研究者がしのぎを削っている。本講演では、有力候補とされる高次多極子秩序の可能性を検証すべくSPring-8で行った共鳴・非共鳴X線散乱実験について、ま た、最近CMRCプロジェクト及びKEK-北大連携支援事業の一環としてKEK-PFにて行った単結晶構造解析について紹介する。特に後者では、転移に伴いSi原子位置 および原子変位パラメータが異常を来している兆候が見つかったので、解析過程と結果を詳しく報告し、ご批判を仰ぎたい。
日時：3/2（金）14：00-15:00
場所：4号館2階輪講室1
題名：Echo-Enabled Harmonic Generation (EEHG)によるアト秒パルス放射光の発生原理
講師：大見和史氏（KEK加速器第6研究系）
要旨:
紫外レーザーによる電子バンチのマイクロバンチングに基づくアト秒放射光の発生原理について
日時：1/26（木）16：00-
場所：東海1号館3階324室・つくば4号館2階輪講室1(TV会議）
英題：In search of the third dimension in electron and x-ray diffraction
講師：Dr. Sergey SUTURIN（Ioffe Physical Technical Institute, St. Petersburg, Russia）
要旨:
Design of novel materials for micro and nano-electronics requires
application of appropriate characterization methods for analyzing
crystal structure, lattice perfection and morphology of the fabricated
samples. As the time goes by, the individual components of electronic
and magnetic devices get smaller and smaller, while the size and
boundary effects in these components become more and more important.
While various direct space techniques are available for morphological
studies at nanometer scale, these techniques are usually ex-situ and
are often destructive to the sample.
X-ray and electron diffraction methods are known to be very suitable
not only for non-destructive study of crystal structure but also for
investigating crystal termination planes, domain boundaries and
correlations in nanoparticles distribution. These investigations
require going beyond the Bragg reflection core so that a wider range
of reciprocal space is explored. Reflection shape, appearance of
streaks stretching out, presence of multiple reflection cores becomes
important. Therefore it is very challenging to be able to record 3D
intensity distribution in vicinity of Bragg reflections, along the
streaks and anywhere else in the reciprocal space.
With the development of 2D detectors three-dimensional mapping
becomes more and more conventional in X-ray diffraction as well as in
grazing incidence small angle X-ray scattering (GISAXS). However, very
few reports exist so far on 3D imaging using high-energy electron
diffraction (RHEED). The latter technique is one of the few to be used
directly during the sample growth and is affordable in the lab with no
requirement for costly synchrotron radiation experiments.
In this presentation the 3D imaging approach using both X-rays and
electrons will be demonstrated following the diffraction studies in Co
/ MnF2 / CaF2 / Si system. The data obtained is supposed to be
relevant for understanding faceting, strain distribution and lattice
perfection in nanoscale epitaxial heterostructures. New technique for
taking and processing three-dimensional RHEED data will be presented.
日時：1/18（水）11:00～12:00
場所：東海1号館324室 / 4号館2階輪講室1（つくば）
英題：Novel hydrides under pressure
講師：Dr. Duck Young Kim （Geophysical laboratory, Carnegie Institution of Washington）
要旨:
Hydrogen, the lightest and simplest element in the Universe, forms unprecedented hydrides with heavy elements under pressure, which is interesting in fundamental physics point of view because it can be a proxy study of metallic solid hydrogen and also in application point of view, hydrogen-dense materials also can provide alternative route of energy storage materials. Furthermore, pressure induces dramatic change of hydrides properties such as metal-insulator transition and superconductivity. In this talk, I present recent studies on various hydrides; La-Hydrides and noble metal-hydrides, and suggest predicted stoichiometry change of them under pressure, compared with present experimental evidences. Many of metal hydride forms fcc type MHn (n=1,2,3) under pressure. I will present especially the role of octahedrally positioned hydrogen in fcc metal lattice in MHn for superconductivity.
日時：1/12（木）16:00～
場所：4号館2階輪講室1/東海1号324室
題名：中性子散乱によるDouble Networkゲルの構造解析とその高強度メカニズムの解明に関する研究
英題：A Neutron Scattering Study on The Structure of Double Network Hydrogels: Towards Understanding of The Toughness Mechanism
講師：富永大輝氏（J-PARCセンター）
要旨:
ハイドロゲルを生体模倣材料とみなして、ソフト＆ウェットマターの物性に関連
する研究が広く行われている。2001年以降、機械測定に耐えられる 強度を持っ
た合成高分子ゲルが報告され、その機械強度メカニズムに着眼した研究が盛んに
行われている。本セミナーではその中の一つである、ダブル ネットワーク
（DN）ゲルに関する中性子散乱法を用いた研究を中心に紹介する。
DNゲルは、2重の親水性高分子網目構造を持ち、最適化すると同程度の含水量
であっても実際の関節軟骨に近い強度（20MPa）を超える。この 二重の網目それ
ぞれを重水素化試薬を用いて作成し、ラベルすることにより力学強度の増加の発
現に関わるそれぞれの網目がゲル中でどのような構造を 形成しているのか、ま
た、それぞれの網目がマクロスコピックな変形に対してどのように作用して高強
度化メカニズムを発現しているのかについて検討 した。1つ目の網目である強電
解質高分子poly (2-acrylamide-2-methylpropanesulfonicacid)(PAMPS) ゲルは
PAMPSゲルのみに比べ、また2つ目の網目である中性の高分子である
polyacrylamide (PAAm) はPAAmのみに比べ、マクロスコピックな静的構造は均一
な構造をとり、またPAMPSとPAAmの両方の静的構造は不均一な構造をとることが
分かった。 また、50%の圧縮により一軸方向にのみ伸展された同高強度を有する
DNゲルは、他の高強度ゲルには見ることができない1.5μmもの巨大な構造 を有し
ていることが分かった。セミナーでは、解析も含めて高強度化メカニズムを議論
する。
日時：12/9（金）13:30～
場所：構造生物棟会議室
題名：ガングリオシドの機能解明を分子レベルで進めるための合成研究
英題：Synthetic study on gangliosides for elucidating their biological functions at the molecular level
講師：安藤弘宗氏（岐阜大学応用生物科学部および京都大学 物質―細胞統合システム拠点
要旨:
我々は、ガングリオシドの機能を詳細に解明するために、機能研究に有用なガン グリオシドプローブを開発したいと考えています。この目的の達成には、確固た る合成法の確立が不可欠です。本セミナーでは、最近我々が確立したガングリオ シド合成の強力な手法とその手法を活かした新しいプローブ合成に関する成果を 紹介させていただきます。
日時：12/9（金）10:00～
場所：PF研究棟2階会議室
題名：Diamond放射光施設における長波長生体高分子結晶構造解析 ビームライン
英題：The Long-wavelength Macromolecular Crystallography Beamline at Diamond Light Source
講師：Dr. Armin Wagner （Diamond Light Source）
要旨:
Beamline I23 at Diamond Light Source will be a dedicated beamline for long-wavelength phasing experiments from macromolecular crystals. It will operate in a core wavelength range of 1.5 to 4 A, offering a complementary setup to the suite of already five existing MX beamlines. To minimize absorption effects, the complete beamline will be operated in vacuum. An X-ray tomography setup will be integrated into the experimental end station to determine the crystal shape and size as a basis for an analytical absorption correction. A large curved detector will allow access to diffraction data up to 2θ = ±90o. After a brief overview on the latest status of Diamond and its MX facilities, the presentation will address both the challenges of in-vacuum long-wavelength macromolecular crystallography and the opportunities by extending the wavelength range towards the sulfur and phosphorous K-absorption edges and report on the current status of the beamline project.
日時：12/8（木）16:00～
場所：4号館2階輪講室1 / 東海1号館324室
題名：分子性超伝導体DODHT塩の絶縁相の構造学的研究
講師：西川 浩之 氏（茨城大学理学部化学コース）
要旨:
日時：12/15（木）16:00～
場所：4号館2階輪講室1 / 東海1号館324室
題名：分子性結晶の外場下構造解析
英題：Structure analyses of molecular crystals under external fields
講師：熊井 玲児 氏（KEK-PF）
要旨:
分子性結晶は、構成分子、分子構造、分子配列という複数の 自由度をもち、 それらの組み合わせによって多彩な物性を発現する。 また、格子が柔軟な分子性結晶では、温度・圧力・電場などの外場に よる摂動に敏感に応答しするという特徴をもつ。外場下における 構造変調の観測は、分子性結晶の物性発現機構を解明する上で、 また新規物性の開拓という観点からも重要な知見である。温度・ 圧力・電場など外場下における構造解析について、いくつかの例を 紹介する。
日時：11/10（木）16:00～
場所：東海1号館324室 / PF研究棟2階会議室（つくば）
題名：銅酸化物高温超伝導体の過剰ドープ領域の物性
講師：脇本 秀一 氏（量子ビーム応用研究部門 量子ビーム材料評価・構造制 御技術研究ユニット 多重自由度相関研究グループ）
要旨：
銅酸化物高温超伝導体の温度－キャリアー濃度相図において、高キャリアー濃度 で超伝導が減衰していく領域を過剰ドープ領域と呼ぶ。本研究では過剰ドープ領 域のアクセスが比較的容易なLa2-xSrxCuO4を用いて、中性子磁気散乱測定や、X 線（共鳴非弾性、コンプトン散乱）を用いた電子構造の研究を行ってきた。その 結果、過剰ドープ領域ではドープされたホールのorbital characterがO2pから Cu3dx2-y2へ変化し、磁気相関を消失させ、結果として超伝導が消えていくとい うシナリオが確からしいとの結論に至った。
日時：11/14（月）16:00～
場所：PF研究棟2階会議室
題名：EUV-FELによる原子の非摂動共鳴イオン化過程
講師：佐甲 德栄 氏 （日大理工）
要旨：
SP-ring8における極端紫外波長域の自由電子レーザー(EUV-FEL)光源の開発によっ て、 高強度・高周波数レーザー光による原子の多光子イオン化の研究が現在始 まっている。EUV-FELによる多光子イオン化は、近年盛んに研究が行われている Ti:サファイアレーザーやNd:YAGレーザーによる赤外多光子イオン化とは異なり、 原子の共鳴線に中心波長を合わせることによって、高強度レーザー場による原子 の共鳴イオン化過程を調べることが可能となる。最近KEKの柳下グループによっ て、最も基本的な原子であるHeやArについてEUV-FELによる共鳴多光子イオン化 実験が行われ、光電子のレーザー強度依存性は摂動的なべき乗則からの大きなず れを示すことが報告されている。本講演では、原子の共鳴遷移過程において本質 的な役割を担うRabi振動を取り入れた多光子イオン化モデルを紹介し、そのモデルによってべき乗則からのずれがどのように解釈できるかについて解説する。
日時：10/13（木）16:00～
場所：4号館2階輪講室１/東海1号館324室
題名：μSRによる鉄ヒ素系超伝導体(Ba,K)Fe2As2の磁束状態の研究
英題：Study of Flux-Line Lattice State in FeAs-based superconductor (Ba,K)Fe2As2 Probed by μSR
講師：大石 一城 氏（総合科学研究機構）
要旨：
鉄ヒ素系超伝導体(Ba,K)Fe2As2の超伝導ギャップ構造は、K濃度の低い Ba0.6K0.4Fe2As2では、フルギャップのマルチギャップ構造を有することが示 唆されている。一方、Kを全置換したKFe2As2では、比熱及びNQR測定よりline nodeを有するギャップがマルチギャップ構造をとることが示唆され、K濃度に より超伝導ギャップ構造が変化する可能性が提案された。KFe2As2における超 伝導ギャップ構造を調べるため、単結晶試料を用いて磁場侵入長λの温度依存 性をH || c及びH⊥cの条件で観測したので、その結果について報告し、 KFe2As2の超伝導ギャップの異方性について議論する。
日時：10/20木）14:00
場所：PF研究棟2階会議室/東海1号館324室
題名：高指数面基板上マンガン酸化物薄膜におけるBサイト強誘電の可能性
英題：Possible B-site ferroelectricity in thin films of perovskite manganites on high-index substrates
講師：小川 直毅 氏(東京大学先端科学技術研究センター)
要旨：
大きな誘電分極を示す擬立方晶ペロフスカイト型酸化物(ABO3, 例えばBaTiO3)は
一般にBサイトに磁性を持たない(d0-ness). これに対し, 交差相関物性が知られ
ているABO3型マンガン酸化物の多くはその電子分極がスピン起因であり, 分極の
大きさは通常の強誘電体に比べ2-3桁小さいものにとどまっている.
そこで近年, 格子定数の変調や界面を用いた磁性Bサイトへの分極の付与, 加え
てその大きな交差相関の可能性が理論面から盛んに議論されており, これに基づ
いた実験でも高圧合成単結晶試料において"Bサイト強誘電"が報告された
[PRL107,137601 (2011)]. 全く別の方法として, 我々は, 高指数面基板上でマン
ガン酸化物エピタキシャル薄膜に「ずり変形」を誘発した際に, "Bサイト強誘
電"が発現する可能性を見いだした. この「ずり変形」は基板上での軌道秩序に
伴うJahn-Teller変形によって発生するが, Bサイトの相対変位による強誘電性は
その高次のモードとして理解され得る. このような変形は結晶場の対称性をより
低下させる方向に作用することから, 同様の手法によって様々な物質系において
分極の付与と大きな交差相関物性が期待される. 実際に測定された分極の大きさ
は通常の強誘電体に迫るものになっている. 数種類のマンガン酸化物薄膜につい
て, 主に光第2高調波発生(SHG)を用いた実験結果, また最新の観測について議論
をお願いしたい.
日時：10/6（木）16:30～ （10/4時間変更）
場所：PF研究棟2階会議室/東海1号館324室
題名：スピネルフェライトエピタキシャル薄膜の垂直磁気異方性
英題：Perpendicular magnetic anisotropy in spinel ferrite epitaxial films
講師：柳原 英人 氏（筑波大学）
要旨:
垂直磁気記録方式のハードディスクには、高い磁気異方性をもつ材料としてPtを含む
合金が用いられており、貴金属を含まずに強い垂直磁気異方性を持つ磁性薄膜を実現
することは、応用上大きなインパクトを持つ。
最近我々は、コバルトフェライトや、マグへマイトと呼ばれるスピネルフェライトの
単結晶薄膜が垂直磁気異方性を示すことを見出した。コバルトフェライトの場合とマ
グへマイトの場合とでは、その磁気異方性の起源は異なるものと考えられるが、その
詳細については単結晶薄膜の局所的な構造に関する情報が不足しているため、ほとん
どわかっていない。講演では、コバルトフェライトとマグへマイトの成膜方法を簡単
に紹介し、それぞれのフェライト薄膜がどのような磁性を示すのかお話ししたい。
日時：10/7（金）15:00～16:00
場所：PF研究棟2階会議室
題名：ERLによる軟X線コヒーレントイメージング
講師：小野 寛太 氏(KEK-PF)
日時：10/31（月）14:00
場所：PF研究棟2階会議室
英題：DECTRIS detectors for advanced X-ray applications
日時：9/12（月）15:30
場所：4号館2階輪講室1
題名:X線結晶構造解析 -結晶化から構造決定までの困難克服法-
英題：How to overcome troubles in protein crystallography -From crystallization to structure determination-
講師：千田 俊哉 氏（産業技術総合研究所 バイオメディシナル情報研究センター）
要旨：
タンパク質のX線結晶構造解析は生体高分子の立体構造を知るための最も 強力な方法である。しかし、質の良い結晶を得る事が出来なければ構造 解析は ままならず、これが長年タンパク質の結晶構造解析に関わる研究者を苦しめてき た。近年では、ターゲットを絞った構造研究が主流になり、質の 良い結晶のみ の構造を決定するというのでは、研究そのものが成り立たない。本講演では、タ ンパク質の結晶化から構造解析まで、最近の構造解析にお いて問題となる点を 取り上げ、我々の研究室で結晶化、クライオ条件の確立、データ測定、モデル構 築等における困難をどのように解決してきたかを紹 介する。また、我々の取り 組んできたクロマチン関連の構造機能解析に関しても簡単に研究内容および成果 を紹介する。
日時：9/8（木） 14：00-15:30
場所：4号館2階輪講室1/東海1号館3階317
英題：Local probe investigation of spin transport and dynamics in organic semiconductors
講師：Alan Drew氏 (Queen Mary Univ. of London)
要旨：
Organic semiconductors fall into a class of materials that shows significant potential for future applications and as a result, the field is becoming extremely topical. This is due to their ease of processing, low cost, highly tuneable electronic properties, favourable mechanical properties and extremely long spin coherence times. The latter point makes them extremely promising for future spintronic applications. However, there is a lack of suitable techniques that can yield information on intrinsic spin and charge carrier dynamics in organic materials. For example, the experimental techniques available that probe the spin polarisation of charge carriers conventional spintronic devices and materials have limitations are not easily applicable to organic materials.
Low Energy Muon Spin Rotation can directly measure the depth resolved spin polarisation of charge carriers in organic spin injection devices [1]. Using this technique, it is possible to separate out the various contributions to spin decoherence, differentiating between interface and bulk spacer layer effects. It is possible to perform in-situ magnetoresistance measurements whilst at the same time measure the depth profile of the polarisation of injected electrons. One is thus able to correlate macroscopic and microscopic phenomena together, which gives information of fundamental importance to both the theoretical and device communities. An example of this is the ability to directly probe the effect of engineering interfaces [2]
Bulk muon techniques can also be used to probe the charge carrier and spin dynamics of organic semiconductors on a molecular lengthscale [3]. I will present measurements of temperature dependent electron spin relaxation rates, on a series of organic molecules of different morphology and molecular structure, which points towards some generality of the underlying spin scattering mechanisms in organic materials [4]. I will then present some of our latest results on the mass-dependence of electron spin relaxation rates, which offer clues as to the underlying relaxation mechanism [5].
[1] A. J. Drew et al., Nature Materials 8, 109 (2009)
[2] L. Schulz et al., Nature Materials 10, 39 (2011)
[3] A. J. Drew et al., Phys. Rev. Lett. 100, 116601 (2008)
[4] L. Schulz et al., Phys. Rev. B (accepted)
[5] L. Nuccio et al., submitted to Nature Materials
日時：8/31（水） 11：00-
場所：PF研究棟２階会議室
英題：Soft x-ray study of chemical bonding and reaction at surfaces and interfaces at SSRL& LCLS
講師：小笠原 寛人 氏（SSRL)
要旨：
BL13-2 at the Stanford Synchrotron Radiation Light source provides researchers both a broader and a deeper understanding of what happens during chemical reactions at the surfaces of materials using soft x-ray spectroscopies. The Surface Science Endstation, (SSE), with x-ray emission, x-ray absorption and photoemission spectroscopy capability provides a closer look at the chemical bonds that form at controlled surface conditions. The Ambient Pressure Photoemission Spectroscopy Endstation, (APPES), enables experiments to take place in conditions that more closely mimic real-world conditions. Using oxygen K-edge x-ray emission and x-ray absorption spectroscopy, we investigated how the chemical bonding between oxygen atom and Pt surface can be controlled by changing the surface lattice parameter and ligands. Ultrafast pump-probe study of adsorbed CO using SSE at LCLS and XPS study of fuel cell catalyst using APPES at SSRL BL13-2 will also be shown.
日時：9/8（木） 16：00-
場所：4号館2階輪講室１/東海1号館324室
題目：酸化物量子井戸構造による強相関電子の量子閉じこめ
英題：Quantum Confinement of Strongly Correlated Electrons in Oxide Artificial Structure
講師：組頭 広志 氏(KEK-PF)
要旨：
酸化物量子井戸構造を用いた強相関電子の量子閉じこめは、次元性の低下に伴っ た強相関電子の振る舞いを調べる上で非常に重要な要素技術である。我々のグ ループでは、強相関酸化物SrVO3をベースにした量子井戸構造を作製することに より、世界に先駆けて強相関電子の量子閉じこめに成功した。さらに、放射光を 用いた角度分解光電子分光を行うことで強相関電子特有の奇妙な量子化状態を明 らかにした。このことは、強相関酸化物の研究においても「人工構造による物性 制御」というアプローチが有用であることを示しており、今後この手法を展開す ることで層状強相関酸化物の示す高温超伝導や巨大磁気抵抗効果等の特異物性の 解明につながると考えられる。
日時：8/11（木） 16：00-
場所：4号館2階輪講室1
題目：高性能の有機半導体トランジスタと薄片結晶の高輝度X線回折
英題：High-performance organic transistors and their structural studies
講師：竹谷 純一 氏（大阪大学産業科学研究所）
要旨：
薄片状の有機半導体単結晶を用いた、高性能の有機トランジスタの研究を ベースとして、有機半導体のキャリア伝導機構、有機半導体本来の実力 を引き 出す高性能デバイス、産業化に有利な溶液プロセス、およびこれらの研究におけ る高輝度X線回折実験の重要性について紹介する。
日時：8/12（金） 15：00-
場所：PF研究棟2階会議室
題目：ERLで考えてみる局所領域の電子物性
講師：岡本 淳 氏（KEK-CMRC）
要旨：
日時：7/28（木） 14：00-
場所：PF研究棟2階会議室
題目：動物細胞発現系を使った細胞外蛋白質の構造解析
英題：Structural analysis on extracellular protein using mammalian expression system
講師：長江 雅倫 氏 （理化学研究所基幹研究所糖鎖構造生物学研究チーム）
要旨：
動物の細胞外蛋白質は一般にジスルフィド結合や翻訳後修飾が必須である ため、バクテリアの発現系の適用が困難である。これに対して動物細胞発現系は 得られる量こそ少ないものの、真に生物活性のある蛋白質の生産が可能である。 しかし野生型の細胞株を使用した場合、糖鎖修飾の不均一さなどが結晶構造解析 の障害になってしまう。それに対して我々は糖鎖修飾過程に変異が導入された細 胞株（CHO-lec3.2.8.1細胞及びHEK293 (GnTI-)細胞）を使用することで、均一な 糖蛋白質を生産し、様々な糖蛋白質の結晶構造解析に成功している。本発表では 演者らが最近得た研究成果を中心に、細胞外蛋白質の構造研究を概説する予定で ある。
日時：7/21（木） 16：00-
場所：：4号館2階輪講室1/東海1号館3階324室（TV会議）
題目：インビーム・メスバウアー分光による孤立原子の挙動と電子状態
英題：Dynamics and electric structure of isolated atom observed by In-Beam Mossbauer Spectroscopy
講師：小林 義男 氏（（独）理化学研究所）
要旨：
不安定核ビームや中性子を利用したインビーム・メスバウアー分光は、 試料中に分散した孤立原子の動的振る舞いや電子状態などの従来の手法では観 測できないユニークな知見を提供します。固体物理分野のみならず、メスバウ アー準位に到達するまでの前駆過程がもたらす化学的効果（ホットアトム効 果）によって引き起こされた珍しい化学種を複雑な化学分離をすることなくin situで追跡することも可能です。本講演では、典型的メスバウアー核種57Feの 親核種57Mn (半減期86秒）を用いた物性研究や熱中性子捕獲反応直後に生成す る短寿命化学種について最近の研究結果を紹介します。
日時：7/14（木） 16：00-
場所：：4号館1階セミナーホール /東海1号館3階324室（TV会議）
題目：Gas Electron Multiplierを用いた中性子検出器の開発
英題：Development of neutron beam monitor with GEM
講師：大下英敏氏（KEK中性子、特任助教）
要旨：
J-PARCにおける全散乱装置として、物質・生命科学実験施設（MLF）の BL21に高強度全散乱装置（NOVA）が建設されている。NOVAにおける 中性子強度は5×108 n/s/MWと予測されており、NOVAで使用する 中性子ビームモニターには、既存のヘリウム3（3-He）検出器に代わる 新しい検出器の開発が必要であった。NOVAの中性子ビームモニターに 対する性能要求は、優れた高頻度入射粒子特性に加えて、中性子 波長弁別能力を有することである。我々はそのような性能要求を 満たす検出器として、Gas Electron Multiplier（GEM）を 用いた中性子ビームモニターの開発をおこなった。 本講演では、実際にNOVAで使用されているGEMを用いた中性子検出器の 開発について発表をおこなうとともに、他の応用として、中性子 イメージング分野における開発についても述べる。
日時：7/19（火） 10：00-
場所：：4号館2階輪講室1/東海1号館3階317
題目：超伝導検出器を用いたXMCD測定の可能性
英題：XMCD Spectroscopy using Superdoncudting Tunnel Junction Detector
講師：志岐 成友氏（産業技術総合研究所）
要旨：
超伝導トンネル接合(STJ)を用いたエネルギー分散型Ｘ線検出器は、軟 Ｘ線領域では、10eV程度の高いエネルギー分解能、100%の検出効率など、半 導体では実現が難しい優れた特性を示す。XMCDの測定にSTJ検出器を用いると、 半導体検出器では分離できないMn等のL線とOのK線が分離できるので、部分蛍 光収量法による超高感度測定が実現できると期待される。 我々はKEK PF BL-11Aに於いてSTJ検出器を用いた蛍光収量法による軟Ｘ線吸 収分光装置の開発している。本装置に若干の改造を加えるだけで、XMCD測定に 利用できる。このような観点からSTJ検出器の動作原理・装置の構成・データ 処理方法についてやや詳しく現状を紹介し、試験的な測定データを交えながら STJ検出器のXMCDへの適用の可能性を議論する。
日時：7/8（金） 15：00-
場所：：PF研究棟2階会議室
題目：ERLにより量子実時間発展はどこまで観ることが出来るか？
講師：岩野 薫 氏（KEK物構研）
要旨：
日時：7/7（木） 16：00-
場所：（つくば）4号館2階輪講室１（東海）東海1号館3階317室
題目：反陽子のトラップ技術と反物質科学
英題：Trap technology for the anti matter science
講師：鳥居 寛之 氏（東京大学大学院総合文化研究科（東大院総合）
要旨：
低エネルギーにおける反陽子の研究は近年 CERN の反陽子減速器(AD)施設で大きな進展を見せている。 特に、低速反陽子を超高真空中に電磁気的にトラップして冷却し、陽電子と混ぜることにより生成できる反水素原子は物質と反物質の間のCPT 対称性をテストする格好のプローブとして注目されるが、
2010年、ALPHA グループが中性反水素原子のトラップに成功し、我々 ASACUSA-MUSASHI グループも非一様カスプ磁場中での反水素原子生成に成功し、マイクロ波分光に向けて研究を進めている。
講演では、反陽子のトラップにおける冷却過程や、蓄積した反陽子を超低速ビームとして引き出す技術について、またそれを利用した原子衝突実験についても触れ、広く反物質科学研究の現状と挑戦について紹介したい。
日時：6/30（木） 16：00-
場所：（つくば）号館2階輪講室1 （東海）東海1号館3階317室（TV会議）
題目：The Structural Study of H-doped LaFeAsO1-y by Neutron Scattering
講師：Zhang Junrong 氏（中性子）
要旨：
The effects of hydrogen doping were studied on FeAs-based superconductors LaFeAsO1-y. The magnetization and resistivity measurements exhibit a very large enhancement of superconducting transition temperature by at least 7 K, due to the H-doping. So the basic and important issue is to answer where the hydrogen atoms are. The neutron scattering and other measurements were carried out to determine the position of hydrogen.
The Rietveld refinements were utilized to perform the structure solution. It was found that only a small amount of hydrogen is located at crystalline sites, so the conventional methods did not work well. A detailed analysis of structure factors between H-and D-doped samples indicate the possible sites of H. Further, the positions of H are determined by the combination of Rietveld refinements and difference Maximum Entropy Method (MEM) analysis. The conclusion is that H atoms are located at 2c sites and in FeAs layer, which agrees with the suggestions of NMR experiments and ab-initio calculation.
日時：6/29（水） 13：30-
場所：（つくば）PF研究棟2階会議室 （東海）東海1号館3階324室（TV会議）
題目：反射高速陽電子回折（RHEPD）による最表面構造物性の研究
Reflection high-energy positron diffraction (RHEPD) study
of the topmost surface structue of crystals
講師：深谷 有喜 氏（日本原子力研究開発機構 先端基礎研究センター）
要旨：
反射高速陽電子回折（RHEPD）法は，10-20 keVのエネルギーの陽電子ビー
ム を物質表面に低角度で入射させ，回折した陽電子の強度分布を観測する手法
である。 RHEPDでは，陽電子がプラスの電荷を持つことにより，最表面で全反射
回折を起こすことが最大の特徴である。この全反射回折を利用すると，最表面の
原子配列や熱振動状態をバルクの影響なしに知ることができる。この有用性を実
証するために，我々は22Na陽電子線源を用いてRHEPD装置の開発を行ってきた
[1,2]。昨年度から，高輝度の陽電子ビームを用いたRHEPD実験を行うことを目的
に，KEKの低速陽電子実験施設においてRHEPD装置の開発を進めている。従来の
22Na線源を用いたRHEPD実験では困難であった，表面超構造による微弱な回折ス
ポットを観測することにより，表面原子置の詳細な決定や表面相転移の研究を行
う。講演では，新たな研究手法であるRHEPDを用いて明らかにした最表面構造と
表面相転移 [3]について報告する。
[1] A. Kawasuso et al., Phys. Rev. B 68, 241313 (2003).
[2] A. Kawasuso et al., Rev. Sci. Instrum. 75, 4585 (2004).
[3] Y. Fukaya, A. Kawasuso, and A. Ichimiya, Phys. Rev. B 75, 115424 (2007).
日時：6/23（木） 16：00-
場所：（つくば）4号館2階輪講室1 （東海）東海1号館3階324室（TV会議）
題目：極冷中性子集光型小角散乱
講師：清水 裕彦 氏（KEK中性子）
要旨：
ILL/PF2-VCNにおいて現在進行中の、中性子飛行時間同期型極冷中性子小 角散乱の現状を紹介する。
日時：7/19（火） 16：00-17：00
場所：（つくば）4号館2階輪講室1 （東海）東海1号館3階317室（TV会議）
題目：SOI技術を用いたX線ピクセルセンサーの開発
講師：三好 敏喜 氏（KEK素核研）
要旨：
KEK測定器開発室(DTP)では、2005年からSilicon-On-Insulator(SOI)技術を用い た新しい放射線ピクセルセンサーのR&Dを行っている。SOIウエハーの厚いシリコ ン層をセンサーとし、薄いシリコン層にLSI回路を形成することでセンサー・回 路一体型のピクセルセンサーを製作している。本講演では、これまでの研究開発 状況を説明し、X線応用の可能性について議論する。
日時：6/15（水） 13:30-
場所：（つくば側）PF研究棟2階会議室
題目：ポジトロニウム負イオンの光脱離とその応用
講師：長嶋泰之 氏 （東京理科大学）
要旨：
電子の反粒子である陽電子は、電子とともに水素原子様の束縛状態であるポジト
ロニウムを形成することがある。さらにもうひとつの電子と束縛して、水素負イ
オン様の束縛状態であるポジトロニウム負イオンを形成することも知られてい
る。ポジトロニウム負イオンは、等しい質量をもつ３つの粒子がクーロン力に
よって束縛している珍しい系であるため、束縛エネルギーや光脱離に関して夥し
い数の理論計算が行われている。しかし、生成が難しいため、実験的研究は殆ど
行われていなかった。
最近我々は、アルカリ金属を蒸着したタングステン表面に陽電子ビームを入射す
れば、高い効率でポジトロニウム負イオンが生成されることを発見した [1]。昨
年には、低速陽電子施設において、この手法で生成したポジトロニウム負イオン
にレーザー光を照射して、ポジトロニウム負イオンの光脱離を観測することに世
界で初めて成功した [2]。さらに、今年2月のマシンタイムでは、光脱離によっ
て生成したポジトロニウムをビームとして取り出すことにも成功した。このビー
ムは従来のポジトロニウムビームと比べて、桁違いに高強度であること、エネル
ギーが高いこと、超高真空中で得られることなどの特長を有しており、ポジトロ
ニウムに関する基礎研究や絶縁体表面の分析などに利用できると考えられる。
[1] Y. Nagashima, T. Hakodate, A. Miyamoto and K. Michishio, New J.
Phys. 10 (2008) 123029; H. Terabe, K. Michishio, T. Tachibana and Y.
Nagashima, J. Phys. Conf. Series 262 (2011) 012058.
[2] K. Michishio, T. Tachibana, H. Terabe, A. Igarashi, K. Wada, T.
Kuga, A. Yagishita, T. Hyodo and Y. Nagashima, "Photodetachment of
positronium negative ions", Phys. Rev. Lett. 106 (2011) 153401.
日時：6/9（木） 16:00-
場所：（つくば側）４号館２階輪講室１、（東海側）東海１号館３階324号室
題目：電気二重層FET による(Nd,Sm)NiO3の金属絶縁体転移の電界制御
講師：浅沼周太郎 氏 （産総研）
要旨：
近年、半導体の微細化は限界に近付いており、微細化限界の問題を解決するため
に新しい構造や材料などの導入が検討されている。解決法の一つの候補として、
強相関酸化物の金属‐絶縁体（MI）転移を電界により制御する電界効果トランジ
スタ（FET）、いわゆるモットトランジスタがある。我々は、チャンネル材料に
ペロブスカイト型ニッケル酸化物(Nd,Sm)NiO3、高密度キャリアの誘起法として
イオン液体をゲート絶縁層に用いた電気二重層トランジスタ(EDLT)法を採用する
ことにより、室温で動作するモットトランジスタの作製に成功した。
(Nd,Sm)NiO3は、温度変化に伴い1次相転移のMI転移を起こし、構造相転移が起き
ることが知られている。現在、我々は電界効果によるキャリア注入で起こるMI転
移においても構造の変化を伴う1次相転移となっているかどうかを放射光X線によ
る詳細な構造解析により明らかにしたいと考えている。
日時：6/2（木） 16:00-
場所：（つくば側）４号館２階輪講室１、（東海側）東海１号館３階324号室
題目：ミュオンナイトシフトからみた(Bi,Pb)2201の擬ギャップ状態
講師：宮崎正範 氏 （KEK-ミュオン）
要旨：
酸素制御 (Bi,Pb)2201の超伝導が消える過少ドープから過剰ドープの試料にお いてミクロプローブかつ磁気敏感なミュオンナイトシフト測定から擬ギャップ の観測を行い、擬ギャップ温度の相図を得た。過剰ドープにおける擬ギャップ 温度は、超伝導相に入り込み臨界点が存在するというよりは、超伝導相の外側 にあり共存しているように見える。講演では、他の測定手法の結果を加味しな がら擬ギャップの起源について議論する。
日時：5/27（木） 16:00-
場所：PF研究棟2階会議室
題目：Structure of gold atomic chains on the Si(553)-Au surface and their low-temperature structural changes
講師：Dr. Wolfgang VOEGELI （ヴォルフガング フォグリ） （PF-KEK）
要旨：
By depositing metal atoms on stepped silicon surfaces, metallic chain
structures
with a highly one-dimensional character can be prepared [1].
One-dimensional structures are interesting, because the confinement of the
electrons causes physical phenomena different to those in three-dimensional
structures. The Si(553)-Au surface is an example for such a surface
structure.
Two metal-in sula tor transitions occur on this surface, in which two
different
local super struc tures appear in different parts of the unit cell [2, 3].
We have studied the Si(553)-Au surface ex peri men tally using X-ray dif
fraction
and theoretically with density functional theory calculations.
A structural model for the surface was obtained from X-ray diffraction
intensities using direct methods [4]. The main features of the model are
a row
of gold dimers on the (111) terraces, and a honey-comb chain of silicon
atoms
near the step edge (Fig. 1). This model also had the lowest energy in our
theoretical calculations and a band struc ture similar to the ex peri mental
one.
The structural changes in the 1×1→1×2 metal-insulator transition occurring
near room temperature were in ves ti gated by measuring the X-ray
intensities
from the ×2 superstructure at low temperature. It was found that the gold
atoms and nearby Si atoms are responsible for the low temperature ×2
superstructure. This transition has been suggested to be due to the
formation
of a charge-density wave by the Peierls mechanism [2, 3]. Our results are
compatible with the formation of a charge-density wave, but the theoretical
calculations suggest that the transition is more complicated than the simple
Peierls mechanism.
[1] J. N. Crain et al., PRL 90 (2003) 176805.
[2] J. R. Ahn et al., PRL 95 (2005) 196402.
[3] P. C. Snijders et al., PRL 96 (2006) 076801.
[4] W. Voegeli et al., PRB 82 (2010) 075426.
日時：4/21（木） 16:00-
場所：4号館2階輪講室1/東海１号館３階324号室
題目：角度分解光電子分光による鉄系超伝導体の研究
講師：須田山貴亮 氏 （構造物性研究センター・PF）
要旨：
これまでに鉄系超伝導体物質は多様な構造が発見されているが四面体配位に囲 まれたFe原子を含む層状構造を共通に持つことで知られている。この中で Ba(Fe1- xCox)2As2とFeSe1-xTexの2種類について角度分解光電子分光実験によ って鉄系超 伝導体の電子構造の研究を行ってきた。 Ba(Fe1-xCox)2As2につい てはCoのドーピング依存性に着目して研究を行った。Coドープに従いガンマ点 付近にあるx2-y2と3z2-r2はおよそリジッドバンド的にエネルギーシフトして いることが観測された。しかしながら最適ドープのときのyz/zxのバンドが他 のドープ濃度と比較して異なる振る舞いをしていることが結果として得られ た。yz/zxの一つのバンドが消失しているように見え、観測されているyz/zxの バンドの一つの繰り込みが他のドープのバンドと比較して強くなっていた。こ れらの結果はおそらく斜方晶による歪みが原因で起こっているのではないかと 考えられる。FeSe1-xTexについては試料にアニール処理をすることで相図が変 化して超伝導になる領域が拡大するといった結果が報告されている。これらを 電子構造の観点からどのようにアニール処理により変化しているのかを調査す るために研究を行った。x=0.6のときは超伝導転移温度がアニールをすること でおよそ5Kくらい上昇する。実験結果よりx=0.6の濃度のときにM点付近におい てアニールをする前の結果とした後の結果では異なるバンドが存在しているこ とが明確に観測された。アニール処理をする前ではFeTeのx2-y2バンドが強く 見えるのに対し、処理を施した後ではyz/zxのバンドが強く観測されるという ことが分かった。
日時：4/14（木） 16:00-
場所：4号館2階輪講室1
題目：反強磁性モット絶縁体Sr1-xBaxMnO3における磁性イオン変位型強 誘電転移と格子ダイナミクス
講師：酒井英明 氏 （理研）
要旨：
BaTiO3等に代表される変位型強誘電体では、電気分極を担う遷移金属イオンは これまですべて非磁性のものであった（dゼロネスと呼ばれる経験則）。この ため、直接型強誘電体ではマルチフェロイック状態は実現しないとされてき た。ところが近年、AMnO3(A=Ca, Sr, Ba) ではd3配置にも関わらず、強誘電相 が安定になることが理論的に指摘され、大きな注目を集めている。そこで本研 究では、反強磁性モット絶縁体Sr1-xBaxMnO3の単結晶を高圧合成により作製 し、実験的にdゼロネスを破る強誘電相を開拓することを目的とした。立方晶 SrMnO3へBaドープすると、光学フォノンが急激にソフト化し、x=0.45以上では 正方晶構造へ相転移することにより、室温において強誘電状態となる。さら に、反強磁性転移温度において、強誘電歪が約1/3となる巨大な格子（電気分 極）変化や、常誘電相のソフトフォノンのエネルギーが1.5倍以上になる変化 が観測され、強誘電性と磁性が強く結合していることが明らかとなった。
