The development of the Surko trap has revolutionised positron physics, in particular for atomic and molecular studies. At the Australian National University, we have developed a positron trap and beam based on this concept for application to the study of material structure. Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy has been used to study open volume defects in a wide range of materials from polymers to semiconductors to metals. This talk will present an overview of the operation of the positron materials beamline at the ANU, along with examples of recent work on selected targets. Plans for the expansion of the capabilities of the beamline will also be presented.

In the ferrates SrFeO3 and CaFeO3, spin and charge degrees of freedom play an intriguing role. Their detailed interplay results in various electronic and magnetic phases, for example as consequence of charge order. The ferrates are isoelectric to the Jahn-Teller distorted manganite system and exhibit also colossal magnetoresistance effects. But in contrast, the ferrates show a helical instead of a collinear spin structure. Oxygen doping has a dramatic effect on the electronic properties of the ferrates since the oxygen deficiencies order systematically, leading to different well defined crystallographic phase with different electronic properties, e.g. metal-insulator transitions or charge order. Remarkably, our elastic and inelastic neutron scattering experiments have revealed an almost universal magnetic behavior for all the different electronic phases. The spin wave dispersion is comprising upward- and downward-dispersing branches in the form of an hour glass. Such a dispersion is common to compounds with metallic and charge-ordered insulating ground states and closely resembles the extensively studied, universal dispersion of spin excitations in layered copper oxides such has high temperature superconductors. The helical spin arrangement is a consequence a competition between long range double-exchange and short range superexchange interactions. Our theoretical calculations were able to convincingly reproduce the helical spin structure and the experimentally obtained spin wave dispersion in the ferrates SrFeO3 and CaFeO3.

Monoenergetic positrons beams are applied in a large variety of experiments in solid state physics and material science. Examples are spatially resolved defect maps of plastically deformed or irradiated metals, non-destructive investigation of layered systems, the annealing behavior of defects or the free volume in polymers. At the surface, the annihilation of positrons with core electrons initiates the emission of Auger-electrons that allows the examination of the topmost atomic layer. In addition, the electronic structure such as anisotropies of the Fermi surface can be studied too.

Within this talk the basic properties of positron annihilation studies will be explained. The benefit of positron beam experiments will be elucidated by selected experiments, such as (i) defect sensitive positron lifetime experiments, (ii) elemental selective (coincident) Doppler broadening spectroscopy of the annihilation line, (iii) angular correlation of annihilation radiation experiments, and (iv) time dependent positron annihilation induced Auger-electron spectroscopy. The neutron induced positron source NEPOMUC provides the world's highest intensity of more than 109 moderated positrons per second. An overview of the NEPOMUC beam facility and the positron instrumentation is given and future developments and applications of the high-intensity positron beam will be discussed.

ヒト免疫不全ウイルス (HIV) のもっとも大きな特徴は、ウイルスゲノム RNA をDNAに置換し、さらにはそのウイルス DNA を感染細胞の染色体に組み込むことである。この反応はインテグレーションとよばれ、ウイルスがコードするインテグラーゼ が触媒する。インテグレーションは HIV を含むレトロウイルスの感染に必須の過程であり、またインテグラーゼは宿主細胞にはみられないウイルス特異的な酵素である。したがってインテグレーションの阻害は、より効果的なAIDS 治療戦略を確立する上で極めて重要である。本セミナーでは HIVインテグレーションの分子メカニズムとその制御機構についてお話したい。

HIV感染症に対する抗ウイルス療法は飛躍的に進歩したが、未だ根治には至っておらず、生涯にわたり服薬し続けなければならないのが現状であ る。近年、インテグラーゼを標的とした治療薬が抗HIV療法に新たな展開を巻き起こすと期待されている。そして、今、抗インテグラーゼ阻害剤 の更なる進化にむけて、HIV-1 インテグラーゼ分子の立体構造を決定することが求められている。そこで、本セミナーでは、新規抗HIV薬開発にむけて、インテグラーゼの構造解明の 必要性 について概説したいと思います。

電気伝導性の高い金属的状態での可視光励起と、その高速緩和現象の特徴に関しては、既に、種々の膨大な研究が蓄積されてきている。しかし、これら の多くの場合は、直接的に光で励起される電子の数は僅か（微視的）で、殆どの電子は、光励起直後も、元の基底状態にあり、直接光励起された電子（集団）に対し、ほぼ無限大の熱浴として働く。従って、光によって注入された新たな運動量とエネルギーは、瞬時にフェルミ面の漣となって散逸する。

それでは、元々全く空（電子の真空）だった伝導帯に、僅かとはいえ、巨視的な数の電子を絶対零度(低温)で、一挙に励起したら何が起きるであろう か？電子間クーロン散乱は完全に弾性的なので、この相互作用は電子集団内での緩和を一切齎し得ない。電子はフォノンを多数放出しながら緩和する以 外にないが、最初は雪崩的に音響型フォノンを放出し伝導帯を滑り下りようとするであろう。しかし、フェルミ縮退に近づくにつれ、ラッテンジヤーの 定理に従い、極端な長波長音響型フォノン以外は、放出できなくなり、緩和は急速に臨界的に減速していき、フェルミ縮退は、完成直前までは行けて も、永遠に完結し得ない。

最近、GaAs、InP 等を、２連レーザー光パルスで強励起し、高速時間分解光電子分光を測定することにより、このような臨界緩和現象が如実に観測されるようになってきた。谷 村・金崎等によるこの実験は、スペクトル形状論ではなく、フェルミ縮退形成の実時間量子動力学解明という意味で、最も単純で、かつ究極の光誘起相 転移と云えよう。

現代社会における最重要課題の１つに持続可能な社会を実現するためのエネル ギー技術が挙げられる。特に無尽蔵な太陽エネルギーをいかに効率よく貯 蔵し 利用するかが大きな問題となっている。本研究では太陽エネルギーを化学燃料と して蓄える方法として太陽光熱化学水分解に焦点を当てる。この太 陽燃料を燃 料電池と組み合わせることで夜間でも高効率に発電でき、かつ燃料電池の排ガス である水も太陽燃料製造の原料として利用できるため、循環 型エネルギーサイ クルの構築が可能である。本講演では熱化学水素製造[1]及び燃料電池[2]の高性 能化を目指したペロブスカイト酸化物に関する 最新の研究成果を紹介する。

[1] さきがけhttp://www.chem-conv.jst.go.jp/researcher/02/r02yamazaki.html
[2] Yamazaki et al., Nature Materials, 12(2013) 647.