放射光第 12巻第 5 号

425(1999年)

同時測定に世界で初めて成功している。

新博士紹介
仁

しかし， X 線領域に関する光学活性の研究例は極めて

氏名上ヱ地義徳(現東京大学大学院工学系研究科

少なく，自然旋光性と自然円二色性あるいは自然楕円率と物理工学専攻)の間に成り立つグラマース@クロニッヒの関係式によって2. 論文提出大学総合研究大学院大学
3. 学位種類博士(理学)4. 取得年月日 1999年 3 丹
5. 題自 X 線ポラリメーターを用いた Ni 化合物の K 吸収端における光学活性と光学異方性の検出検証した報告はない。

そこで，本研究では X 線領域の光学活性の測定を目指した。光学活性は一般に光学異方性と比べて小さく，特に偏光変調法による円二色性の測定では測定器系の系統的誤差や試料のミスアライメントによって偽のスベクトルが得6. 要旨られやすいことが知られている。そこで，本研究では，偏【序論〕生命現象をつかさどっている核酸やタンパク質は光解析法と円偏光スイッチングによる円備光 XAFS のごキラルな分子である。キラルな分子は，その構造から左回つの異なった方法で測定し，これらの健についてグラマーりの円偏光と右田りの円偏光の電磁波に対して異なった相ス@クロニッヒの関係式によって検証した。

互作用をすることが予想される。このような効果によっ【球菌収差補償型 X 線移相子〕一般に円偏光や楕円偏光のて，キラルな分子は左右の円偏光に対する吸i収率が異なる

X 線を生成するために，円儲光アンジュレーターや楕円という円二色性や直線偏光の偏光面を回転させるといった偏光マルチポールウィグラーなどの挿入光源が利用されて旋光性，一般的には光学活性を示す。可視光領域の光学活いる。しかし，この場合後方に置かれた結品分光器などの性の現象は 19世紀初等には知られており，これまでに多偏光特性のため試料に入射する X 線の偏光状態が崩れるという問題がある。これに対して，平野，石 JI [，菊田によくの研究が行われてきた。

一方， X 線領域では，偏光実験に有効な光源や性能のって開発された透過型 X 線移相子を用いて，偏光子によよい偏光光学素子がなかったことから，偏光現象に関してり得た水平偏光を円偏光や楕円偏光に変換する方法では，十分な実験はされていなかった。ところがシンクロトロン移相子が試料の直前にあるためこの問題は生じない。とこ放射光源の実用化や，近年， X 線に対する偏光光学素子

ろが，移相子を一枚だけ用いる場合，放射光の角度発散に(偏光子，検光子，移相子)が我々のグループを含め世界伴う収差(ここでは球面収差と定義する)や X 線のポイの数グ、ループにより開発され， X 線の備光現象に関するンティングベクトルのずれに起因するビーム位置の変動と研究が可能になってきた。

いう問題が残る。共同研究者の沖津が提案した，二枚の透本研究では，二枚の透過型 X 線移相子を用いた球菌収過型 X 線移相子を用いる球面収差補償型 X 線移相子で差補償型 X 線移相子を開発し，これを X 線領域で波長可は，お互いに補償しあうためこれらの問題は生じない。つ変な偏光測定ができる波長可変型 X 線ポラリメーターにまり，高い偏光度の円偏光や楕円偏光の生成ができ，左右組み合わせることによって， X 線領域における自然旋光の円偏光などの偏光スイッチングの際のどーム位置の変動性と自然楕円率，告然円二色性の測定に成功した。そしを少なくすることができる。光学活性は光学異方性と比べて，あわせて，光学異方性から生じる直線複屈折と直線二て微小量であることが予測されるため，自然円二色性の測色性を測定した。

定には球面収差補償型 X 線移相子を用いた。

【研究の背景と目的 ]X 線領域においても最近，放射光の【試料】光学活性と光学異方性の測定には，研し酸ニッケル

直線偏光性を生かした偏光 XAFS が行われるようになっ

六水和物 α 変態 α-NiS0 4 "6H 2 0 の単結晶を用いた。 α 変てきた。すなわち，従来スカラー量として扱われていた吸態は正方品系で，その格子定数は， α 口 6.783 Å , c=収率(複素誘電率の虚部)がテンソル量として議論される

18.
288Å である。また，その空関群は，左右像の組であようになってきている。

る P41212 または P43212 のどちらかをとる。このことか

我々は，放射光の (1)高輝度， (2) エネルギー連続性， (3)偏ら，陽イオン，陰イオン自体はキラルではないが，結品で光性， (4)指向性の特長を生かした新しい X 線計測法を開の配列がキラルとなり，近紫外から近赤外にかけて自然、光拓するという立場から，波長可変型 X 線ポラリメーター学活性を示すことが知られている。の開発を行ってきた。誘電率は物質の巨視的な性質と微視〔光学活性〕偏光解析法では円複屈折を偏光面の回転角と的な構造を結びつける重要な物理量である。この X 線ポして測定できるだけでなく，円二色性を楕円率として同時ラリメーターを用いると， X 線領域の誘電率テンソルのに測定することができる。ただし，偏光解析法では構内率実部(屈折率)と虚部(吸収率)を同時に測定することがの符号を決めることができない。そこで，ポラリメーターできる。つまり，直線複屈折と直線二色性または円複屈折に偏光子@検光子の他に移相子を導入し，入射 X 線にあと円二色性を高精度に同時に測定することができる。これ

らかじめ試料透過で予測される構円率の変化より大きな健までに， X 線領域のファラデー効果の測定，産線複屈折の楕円率を与えることによって，試料透過による楕円率のと直線二色性の同時測定，直線三重複屈折と甚線三色性の変化を符号を含めて測定することに成功した。 X 線偏光75‑(C) 1999 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research

放射光第 12巻第 5 号

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41(1999年)

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Photonenergy;I1 E口 ι8333[eVJ

100Figure2. X幽ray naturalcirculardichroismspectrumo
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デー効果の場合と明らかに異なる。すなわち，磁気光学効

果では試料を介した定常磁場と電磁波との相互作用に起因。

6。

50するのに対して，自然、光学活性では試料のキラルな構造を100反映していると考えられる。

Photonenergy;11 正出 ι8333[eVJFigure1. Polarizationanalysiso
fX‑raybeamt
ransmittedbyan
a-NiS0 4 ・ 6H 2 0 cr
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自然楕円率と自然、円ニ色性は等価関係であることを，自然旋光性と自然円二色性との関にはグラマース@クロニッ
ヒの関係が成り立つことを確認した。このことは，本研究結果に対する信頼性を保証すると考えられる。
〔光学巽方性〕この試料は光学異方性の性質も持つので，(100) 板の光学異方性を，偏光解析法と誼線偏光スイッチング法によって測定した。光学活性の測定量と比べて約10倍謹度大きく，スペクトルの振動構造も異なっていた。
解析で得られたニッケル K 吸収端 (8333 eV) 近傍の自その振動構造は吸収端から 150 eV を越える程度まで及ん

然旋光性と自然、楕円率のスペクトルを Fig. 1(a) と Fig.

でいる。

l(b) に示す。試料は厚さ約 0.2mm の (001) 板で，測定方〔まとめ〕偏光解析法によって， X 線領域における自然旋位は直線二色性と直線複屈折の影響がでない光軸方向 (c光性と自然楕円率の測定に世界で初めて成功した。また，軸)について行った。また，球窟収差補償型 X 線移相子

円備光スイッチングによって， X 線領域における自然円を用いて円偏光スイッチングによる円偏光 XAFS を行うニ色性を測定した。これらの測定結果を，グラマース@クことによって，同一試料の自然円二色性の測定に成功しロニッヒの関係式等によって検証した。さらに， X 線光た。このスベクトルを Fig.2 に示す。これらのスベクト

学異方性を直線備光スイッチングおよび偏光解析法を用いルに見られる吸収スベクトルの立ち上がりよりわずか前にて測定した。両者はよい一致を示した。

現れるピークは， 18 から 3d への電気四重極子遷移 (E2)X 線領域の光学活性による自然旋光性の測定は本研究に，大きなピークは， 18 から 4p への電気双極子選移が世界で初めてであり，自然円二色性も越めて最近，].

(E1) に対応していると考えられる。

Goulon らとL. Alagna らによって行われたばかりである。

試料を c 軸の周りに 90度回転を行った方位についても測

これらの測定量には物性に関する新しい知見を含んでいる定を行い，ほぼ同じスペクトルを得た。また ， c 軸の向き筈であり，その理論は現在，を反転させた方位についても測定を行った。その結果，同によって構築されつつある。

様にほぼ同じスペクトルを得た。このことは，磁場を反転するとスペクトルの符号が反転する磁気円ニ色性やファラ‑76

P.Carra , C.R.Natoli ，域ら(受付番号9904 7)