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放射光第 14巻第 1 号(2001 年)

<コ海外情報仁>AdvancedPhotonSource の 5ID-C で主に働いて
坂田

1.

修身

(高輝度光科学研究センター放射光研究所利用促進部門*)

はじめに(51D-C) で主に働いた。ビームラインの利用や性能比較

1998 年の 4 月から 2000 年の 6 月まで，アルゴンヌ国立のためには， APS のウエッブサイト(http://www.aps.

研究所にある Advance P
hotonSource (APS) で主に働い

anl.govj)，各 sector のホームページ，

APS の Activity

た。渡米前，当時のもろもろの状況を絶対に変えたいと思ばそこまでと，つまり，この選択しか自分には残されていReport (上記のウエッブサイトの中で読める)などが参考になるでしょう。 SR1 (SynchrotronRadiation1nｭstrumentation)-CAT での実験記を石松直樹博士がすでにないという覚倍半分ともやもやしていてうまく説明できな綴っている 1) 。

った。知らないグ、ループで自分の仕事が満足にできなけれい気持ち(不安)半分をもってシカゴ、への飛行機に塔乗した。

3. DND-CAT とわたしとの関係

2. アルゴンヌ国立研究所， APS

そのうち 5 人は Northwestern 大学

6 人のスタップが DND-CAT ~こ当時は常駐しており，(NU)に，残りははある。その研究所はシカゴダウンタウンから南西の方向

DuPontCo. に所属していた。 NU では主に MaterialResearch Center と Center forCatalysis and SurfaceScienceand1nstituteforEnvironmentalCatalysis(1EC)

アメリカ合衆国のほぼ北部の中央にあるイリノイ州(ミシガン湖の南西に面している)に，アルゴンヌ国立研究所にあり， 1-55 号線を通って約 30 分のところ，また，オヘの 2 個のセンターと生命科学関係の研究員が DND-CATア空港からは帯南西の方向にあり， T-294号線， 1-55号線の運営に関係していると理解していた。 NU からは 30人のを経由して約 30 分のところに位置している。この研究所

Principal1nvestigators がおり，研究員の所属学科はMaterialsScience(MS) (36) , Chemistry(20) , Biology&はアメリカで最初の国立研究所，原子爆弾を作ったマンハ

子核反応の平和利用の推進地，として知られている。物MicroBiology(17) , Mol.Pharm.& BioChem.(1 5) , CivilEngineering(7) , P
hysics (5) , C
hemicalEngineering(5)理，化学，材料科学，環境科学，数学，計算機科学，生物でした。( )内の数字は研究員数。 Dow C
hemicalCo. か学，原子力発電の安全に関する研究やそのほか多岐にわたらは 5 個の研究グループ (22) ，る研究が行われていると耳にした。建物の多くが 2 階建の研究グループ (48) が利用していた。てと低いことから，公閣のような風景に見えたのが印象に残っている。この研究所の情報は http://www.anl. gov/ にMichael].Bedzyk 博士はアルゴンヌ自立研究所の材料科学部の研究員を兼務している一方， NUある。の MS のス夕、ソブも本務している。その関係で，自分はッタンプロジェクトが遂行された場所，また，その後の原

DuPontCo. からは 8 個

わたしのボス，APS には 18個の collaboration accessteam(CAT) があ

NU の MS に所属した。

り 25個の sector がある。すべての sector が挿入光源(ID)

4. 任務と実際とを有しており，その約半分は Bending M
agnet (BM) ももっている。 18 個 (1D andBM) ビームラインが稼動してい51D-C に X 線田折，散乱のための超高真空 moleculer

た。中央棟のどルとの結合部分あたりから sector 1 がは

beam epitaxy (MBE) 装量を立ち上げることが任務でし

じまり，上からみて時計周りにその番号が増えていき，1た。この装置(設計の概念2)) は多目的用で，ある測定用から 20 ， 22 ， 31-34 で 1 周する。その 5 番目の sector はに特化されていないと思いました。 X 線回折や散乱の測DuPont-Northwestern制 Dow SynchrotronResearchCenter

定だけでなく，蛍光，光電子の測定も可能な特徴をもっ。の DND-CAT が運営している。そこにはアンジュレータ

回 2斤計は 2+2 3 ) ，または， 4S+2D4) とよばれるタイプのと BM のビームラインがあり，前者はタンデムに 3 個並もので，その特徴は超高真空チャンバの回転と X 線検出んだ実験ハッチを，後者は 11闘の実験ハッチを有してい器の回転を完全に独立に制御できる点です。
したとき，超高真空チャンバがハッチの床においてる。アンジュレータのビームラインの中央の実験ハッチ内*高輝度光宇|学研究センター放射光研究所利用促進部門

TEL: 0791‑
58‑
2750FA
X: 0791-58-2752

芯mail:〒 679-5198

兵庫県佐用郡三日月町光都 1-1-10・ sakata@spring8.or.jp

52(C) 2001 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research放射光第 14巻第 i 号

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あり，何も手をつけていない状態でした。また，表面分析が MJB と協力し，環境科学の観点から溶液中の酸化物表用の装置もほとんどなかった。やるべき項目を次の 4 点，テストと分析機器のテスト， (ii)試料導入，ストレイジチャ面上の吸着金属原子の構造を調べていた。 UNI (Univ.ofI11inois , theOakRidgeNationalLab , theNationalInstituteofStandards& Technology , andUOPResearch& Deｭ

ンバの設計， (iii)空気中での自折計のテスト，制超高真空下velopment)-CAT では H. Hong らが，超高真空中で表面期間を 2 年と設定し，計画を立てた。 (i) チャンバの真空IanK.Robinson らが Coherent

での X 線回折によるサーファクタント原子の吸着構造をの研究をしており，また，調べる。 (i)では真空もれの発見，手当てのほかに，試料マXマay Scattering を利用する実験を準備している。

ニピュレータの改造，差動排気に関わる真空系統の変更も

6. 雑感 1 :安全対策，外部評価

した o (iii) のテストの後， Bi サーファクタントの効果を調Si/Ge/Si(001)X 線回折と定在波測定5) を行な

実験ハッチ内の安全対策はとくに徹底していた。電気ケった。それに先立ち計数，制御系のテストをかねて S/ーブルの配線，アース線，ハッチ内のものの配置の安全面べるため，

Ge(OOl) の定在波実験6) をした。制では Ge(OOl): Teからの検討などセクターの方のチェックもあったし，

1x1 について，CrystalTruncation Rod と反射率を測定した。以上を 1 年半でやり終えた。成果を整理し， 1999

APS 職員のぬきうち検査も頻繁にあった。また，通りす

年 12 月のボストンでの材料研究学会と 2000 年 3 月のミネ注意と確認を何回か受けた。それ以外のことを含めてもフアポリスでの物理学会で口頭発表した。第一京理全エネル

ロアコーディネータの安全に対する責任感に感心した。

ギー計算から，この表面は Te 原子が zigzag に配列するがりのフロアコーディネータから，ハッチを閉めるときの1 年に 1 度，セクターが外部評価をされる一大学の教授か， Temissing-row をもつことが予想されていた 7)0 X 線クラスがきて，聴開会を開いているーときいた。冷や汗が散乱の結果は後者の構造モデルがより確からしいことを示でることをいわれるようでしたが，その評価がどう後に影した。さらに，それよりも missing-row の方向が 90 度異響をあたえるのかはわかりません。

なる原子モデルを提示した 8) 。後者の発表の直後，会場に7. 雑感 2 :インパクトのある研究のためにおいて，ボスの関係した研究発衰のうちで最高の発表といってくれたへその後，ボスが関係した論文の中で，論文表面の研究に限りませんが，研究のトレンドと実験装置[8J の，投稿から掲載までの時間が最速であると， NU やの完成時期のタイミングが重要とつくづく患いました。表APS のカフェテリアでボスが嬉しそうに話しているのを面構造の研究のトピックスーたとえば，量子ドット， 2 次何度か耳にした。

元ナノ構造，酸化物の表直，表面の磁気構造， charge-den綱sity輔wave 相転移，半導体のステップ表面，金属の CO ガ

5. ほかの sector など
http://www.
aps.
an1.gov/xfd/communicator/useroffice/catguide/table.html をもとに単純化すると，それぞれのsector は， 4 偲の sector が装置開発(instrumentation) ,13 個の sector が材料科学 (materials science , chemicaltomic science) , 2 個の sector が環境科学 (en­science , avironmentalsciences) , 6 個の sector が生物学 (biology)

スなどの吸着などーがあります。その新しいトピックスがでたとき，タイムリに研究ができると，インパクトを与えられます。建設計画の立案から建設終了まで計画より遅れるほど，予定していた研究がトレンディでなくなる一方，グループメンバの熱意も激減すると感じた。以下，蛇足;建設後も，鉄はあついうちにうての通り，グループの垣根を越えて人を投入し，短期間に成果をあげるやり方もあると実感した。ビームラインの建設には，に分けられる。

とくに多額の費用表面に関連するところは，知る限り次の通りでした。

がかかることを考えると，最初にインパクトの強い成果をSRI-CAT で S. K.Sinha らが液体表面の構造を調べていだすか，あるいは，数年にわたる明確な戦略がないと，そる。 IMMYT‑Whitehead‑CAT(MassachusettsInstituteの後資金面で難渋するのではないかと思った。

ofTechnology , M
cGillUniv. , IBM , Y
aleUniv. , U
niv.ofToronto , andWhiteheadInstitute) の MIT のグループが超高真空チャンバーを準備していた。 BESSRC (Basic
EnergySciencesSynchrotronRadiationCenter)‑CAT では G. B.Stephenson らが O. Auciel10 らと協力し Metal­
OrganicChemicalVaporDeposition 成長下での GaN など

G.B.Stephenson と O. Auciello の協力などが好例と推測を X 線その場観察していた。また，耳. You らが電気化学した。

また，表面や薄膜を作る専門家と回折散乱の研究者の協力の重要性を感じた。これは，成功している所をみると明らかです。たとえば， ESRF の BW2 の高い研究の生産性は，R.Johnson のグループの高度な表面作成技術が鍵をにぎっていると考えられること，また APS の 12ID-D の反応、などを表面 X 線散乱で調べていた。 Michael J.
Bedzyk らは超高真空 MBE チャンパを National SynchroｭtronLight Source から移設し，酸化物表面講造を A.
Kazimirov と OA らと調べ始めていた。 N. C.Sturchio ら

8. おわりに
MichaelJ.Bedzyk博士は仕事，研究をする機会を与えてくれた。プール(玉突き) ，ゴルフ，ポーカーゲームを

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Andrew

教えてくれた。また，パーティだけでなく，頻繁に家によ博士は就職情報をくれた。 Andrei Nikulin 博士，んでくれ，まるで家族の一員のように扱ってくれた。こうStevenson博士，杉山宗弘博士，獅子日清一氏，松本治博

して，わたしの生活に味をつけてくれた。 Andre Authier士からタイムリと思える通信があった。森田辰郎博士は博士， SeanBrennan博士，橋爪弘雄博士が，採用を決めNU 自本人会の情報をくれた。山口雄一博士は問い合わせるのに参考となる資料を MJB に送ってくれた，に対応してくれた。東京に残した優(妻)との電子メール，ときいまた，直哉(恵子)から(かな文字を完全に覚えるまで)fこ。

滞米中， MJB に加えて次の人のおかげで仕事に集中でほぼ毎日来た，はがき，あるいは， FAX の絵日記に励まきた。 Peter S
tair博士 (IEC のセンター長。彼の研究室された。また，直哉の面倒を中心になってみてくれているで，金属触媒表面とガス分子との相互作用の研究を夜中，渡辺房子(妻の母)には感謝している。オヘア空港から飛分光学的な方法で、行ったが，論文になる成果まで得られな行機が離陸し遠ざかる T-294 号線をみていたら，真空チかった。しかし，機会があるごとに表面化学の議論をしてャンバのどこかわからないところから突然、小さなリークがMasahiroMeshii 博士， Monica 01vera de la

発生したように，以上のことが頭の中にとめどもなく押しCruz博士(以上 NU) ， IanK.Robinson博士 (Univ. ofIl輔

寄せ，充満した。世の中には生きる希望を与えてくれる人linois) , SeanBrennan 博士もいることを再認識しこれからもなんとかやっていこうくれた)，(Stanford S
ynchrotronR
adiaｭtionLab.
), HoydooYou博士(Argonne NationalLab.
)が声をかけてくれた。 Wi11iam R
odrigues博士，
Lee 博士，Tien‑Lin

BradP.Tinkham , AlexandarKazimirov博士，と思った。

この文章の内容で APS に関する 2 と 5 の前半は，最新情報であること

DonaldA.Walko 博士(以上 NU) ， PaulF.Lyman 博士(2000 年 8 月)を Donald A.Walko博士が確認してくれた。

(Univ.ofWisconsin) と仕事をした。とくに， NU の学生であった TLL ， WR , BPT とは金土日の夕方から深夜，何参考文献

時間もサイエンスの議論をしたことが数えきれないほどあ1)放射光第 12巻第2号 (1999年) 139‑140.
2) P.F.Lyman , D.T.KeaneandM.J.Bedzyk:inSynchrotron
Radiation Instrumentation , editedbyErnestFontes , AIPConf.Proc.No.417pp.10(AIP , Woodbury , NY , 1997).
3) K.W.Evans‑LutterodtandMau♂su Tang:J.Appl.Cryst.
28 , 318(1995).
4) 旺. You:].Appl.Cryst.55 , 614(1999). (この論文はまさに，った。 DND-CAT のスタップ，博士，とくに，DenisT.KeaneJohnP.Quintana博士， J
ohnKulpin , AlanPhi1ipｭpides , JerrieLeaHopf に備品の所在， CAT のルールを教わった。丸茂文幸博士はご自身のスイス滞在の貴重な経験談を教えてくれた。佐々木聡博士は take iteasy などの的

5ID-C の回折計を制御するために準備してもらったときいてを得た複数の言葉をタイムリにかけてくれた。若津伸夫?専いる. )5) X 線回折実験: W.Rodrigues , O.Sakata, T.
‑L.Lee , D.L.
MarascoandM.J.Bedzyk:J.App.Physics , 88 , 2
l391(2000);(定在波実験;論文準備中) •6) P.F.Lyman , O.Sakata , D.L.Marasco , T.
‑L.Lee , K.D.
Breneman , D.T.KeaneandM.
J.Bedzyk:Surf.Sci.462 ,L594(2000).
7) N.Takeuchi:Surf.Sci.426 , L
433(1999).
8) O.Sakata , P.F.Lyman , B.P.Tinkham , D.A.Walko , D.L.
Marasco , T.
‑L.LeeandM.J.Bedzyk , P
hys.Rev.B61 , 1
6692(2000).

土は意味深い言葉をくれ，内省を促されたと思った。津岡昭博士も人生で何が重要かはっきりいってくれた。坂田誠
博士からの菌拐れのよい言葉をきき，元気が湧く気がした。吉村昌弘博士は親身になって声をかけてくれると感じた。鯉沼秀臣博士，石川哲也博士，水木純一郎博士らからいただいた言葉，あるいは，言葉をいただいたという事実が思い出されるたびにありがたいと思った。雨宮慶幸博士
は家族のことも心配してくれた。川崎雅司博士は酸化物薄9) (余談ですが)ボス自身の最高の発表(第 2 回表面 X 線，中膜のサイエンスの話題を話してくれた。下村理博士，虎谷秀穂博士，安田栄一博士，)[1村朋晃博士，性子線会議の発表)とまけず劣らずの最高じボスは後日言

DoYoungNoh54‑

い直した.