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放射光第 12巻第 3 号(1999年)

くヨ「海外ビームライン j シリーズじ>

SRC の誼入射型高分解能ピームラインを用いて横谷尚睦(東京大学物性研究所*)

1995 年から 1997年までの 3 年間に計 5 回，米国ウィス
コンシン升!のストートンにある Synchrotron

RadiationCenter (SRC) の寵入射型高分解能ビームラインを用い，酸化物高温超伝導体の高分解能角度分解光電子分光実験をする機会を得ました。 1995 年当時，酸化物高温超伝導体の光電子分光研究は超伝導機構を直接的に反映する超伝導ギャップの対称性を確定するために，より品質の高い試料を用いたより精密な実験が求められていました。私は東北大の高橋堅助教授のもとで，ヘリウム放電管を用いた角度分解光電子分光装置を使用して超伝導ギャップの対称性を研究していましたが，それをより高分解能で検証するとともに，ドープ量を系統的に変えたときの電子状態変化を調べることが求められていました。そのような状況のもと

写真 14m-NIM の全景。本文参照。

で，東北大一アルゴンヌー金材研の共同研究がスタートし，光エネルギー20 eV 付近で当時世界最高分解能を有していた SRC の高分解能ビームラインを用いて実験を行うようる方式になっています。これとビームラインのバルブ類のになったわけです。

開閉のスイッチが一つのラックに入れられてビームライン

SRC については，そのホームページ(http:j jwww.src.wisc.eduj) や，本紙第 11 巻 5 号に掲載された報の横におかれています。写真では足の向こう側に見える灰色のラックがそれです。直線偏向性を高めるために光を下

告を参考にしていただくこととして，ここでは私が使用しから上へと跳ね上ており，結果的に光電子分光装置などのた高分解能ビームラインやその周りの様子，またこのビー実験装置は地面から 1m 程の高さのプラットホームにおムラインを実際用いてみて気付いたことなどについて述べかれることになります。プラットホームは，人聞の作業部たいと思います。

分と装置自体を載せる部分のこ重構造になっています。こ

高分解能ピームラインは， MacPerson 型の直入射分光

れは，人間の動きによる振動が装置に伝わらないようにす器を備えたビームラインで，通常 4meter-NIM とよばれるためですが，我々の用いた装置は架台が作業台部分にはています。名前の 4m は，曲率半径 4m のグレーティンみ出してしまうために，測定中はプラットホームになるべグを用いていることに由来するそうです。その特徴は高分く上がらないように注意していました。

解能かっ高強度にあります。高強度を説明するのは難しい

4m‑NIMは SRC が所有しておりその調整等は SRC のですが， VG のヘリウム放電管を使って 1 時間はかかってスタップが行います。しかし，実験装置は各ユーザーが自いた Bi 系超伝導体のブェルミ準位付近の角度分解光電子前で調達しなければなりません。従って，マシンタイムスペクトルが，十数分で測定できたと言えばおおよその見(通常 3 週間)の前後に，装置の取り付け，調整，ベーク当はつくのではと思います。外観では，大きなグレーテイおよび取り外しを行う必要があります。いくら高分解能，ングチェンバーとそこからコンパスのようにのびた長い足

高強震のビームラインを使用しても光電子分光装置自体のが印象的です。写真 1 で右側の太い筒の部分がグレーティ

分解能が悪ければ全分解能が悪くなりますから，高分解能

ングチェンパーで，そこから上にのびているのが足の片方を目差すグループは装置の性能向上にもかなり力を入れてです。グレーティングは低エネルギー用と高エネルギー用いるような印象を受けました。実際，アルゴンヌグループ

4‑62eV のフォトンを得ることができ

では検出器の改良をはじめ測定プログラムの開発まで独自るそうです。グレーティングの交換，光のエネルギー選に行っていました。最近では SRC 所有の Scienta アナラ

択，スリットの調整は，専用のコンビュータで一括制御すイザー付きの装置を借りることもできるようになりましを使い分けており，*東京大学物性研究所柏分室

干 277-8581千葉県柏市柏の葉 5-1-5TELjFAX 0471‑
35‑
1225e‑
mail yokoya@issp.u化okyo.ac.jp‑54(C) 1999 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research

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223(1999年)た。しかし，ユーザーからの使用要請が多く，借りるまでには時間がかかるようです。日本から装置を持っていって測定することは難しいので，向こうのユーザーと普段から仲良くなっておいて，いざというとき貸してもらえるようにすることが必要です。

一方，高精度の実験を行うためには，装置について熟知する事が必要なことは言うまでもありません。このピームラインを使い始めた頃，光エネルギーの経時変化が問題になりました。これは，数 meV のギャップの大きさを議論しなければならない酸化物高温超伝導体の超伝導ギャップの研究には致命的でした。その原因を探すのにかなりいろ
いろと試行錯誤を重ねた結果，グレーティングに光をあててある程度暖めてから測定を開始することで解決することができました。これは，ビームライン側で何とかできた話ですが，ストレージリング側が原因で起こっているような問題もありました。 SRC では 1 GeV (0-8 時)と 800
MeV (12-24) の 2 モードで運転していますが， 1995‑

写真 2

右から H. Ding 氏，A.F.Bellman 氏，筆者。背後は実験装置を載せるためのプラットホーム。 H. Ding 氏の後ろに光電子分光装置が見える。

について大きな進展が見られているようです。まず200

1996年頃は 1 GeV モードでは光エネルギーのずれが頻繁

eV ぐらいのまでの光をカバーするためにアンジュレータに起こっていました。そのため 1GeV モードは使わない付きの平田グレーティングビームライン (PGM) が立ちことが多く，使っても相当注意を払っていました。しかし上がり，着々とデータが出始めています。さらに高強度，最近では，1GeV モードも問題なく使うことができるよ高分解能を目差したアンジュレータ付きの 4m-NI拭ビー
ムラインも調整の最終段階に入ったと伝え開きました。こうになったそうです。
さて， 4m-NIM の周りに眼を向けてみましょう。 SRCには 4m-NIM の他にも高分解能ビームラインがいくつかれらのビームラインに関しては，また別の機会に実際に使用した人からの報告を開きければと思います。

あります。その一つは，アイオワ州立大学のC. G.01son

SRC の 4m-NIM やその周りの様子，気付いた点などをRange

思いつくまま書いてきました。現在日本では，ヘリウム放です。 Bi

電管を用いた高分解能装置(分解能，..._， 5 meV) が数台稼動

系超伝導体の超伝導ギャップを角度分解光電子分光ではじしはじめています。しかし，小スポットサイズ，直線偏めて観測したのがこのビームラインです。ミネソタ大-ア

光，エネルギー可変の放射光は非常に魅力的です。光電子

ルゴンヌ国立研究所の共同で建設された全く同じ型のゼー分光装置のエネルギー分解能も含めた全エネルギー分解能

ムラインが 4m-NIM の隣にありますが，緊急の場合を除が 1meV に迫るような超高分解能ビームラインが，日本教授が建設した高分解能ビームライン (ExtendedGrasshopperδeyaNamioka monochromators)いてはあまり利用されていませんでした。また，立ち上がにもできることを願ってやみません。最後に， SRC の高ったかどうかわかりませんが， Olson 教授はそのほかにも分解能ビームラインを使う機会を与えてくださった東北大

う一本別のアンジュレータ付き蔑入射型分光器を建設して大学院理学研究課の高橋隆助教授，アルゴンヌ国立研究所いました。徹夜で実験していると，休日にも拘わらず真夜の J. C
.Campuzano 教授，また，ともに実験を行い何かとお世話になった現ボストン大学助手の H. Ding 氏に感中まで仕事をしている Olson 教授をよく見かけました。
1998年以降， SRC を訪れていないのですが高分解能化‑55

謝いたします。