■会議報告
HAXPES 2015小林啓介

（広島大学放射光科学研究センター，日本原子力研究開発機構）

2015 年 3 月 30 日～ 4 月 3 日に台湾の新竹にある放射光波を走査することによって多層ナノ薄膜の埋もれた層を選施設 NSRRC において開催された硬 X 線光電子分光の国択的に強調する手法，さらにはこの手法を準大気圧光電子際会議， HAXPES 2015 について報告する。 HAXPES は分光法に組み合わせて，固気界面および固液界面の観察

真空紫外軟 X 線領域の光を励起源とする従来の光電子分に利用するなどの，彼のグループを中心にした HAXPES光法に比べて，高いエネルギーの X 線（3～15 keV）を利応用研究の展開について紹介した。この講演が典型的に示用し，大きい検出深さが利用できることを特徴としていすように，今回の会議では HAXPES の大きな検出深さをる。通常 6～8 keV の励起で測定を行うと，表面から20～利用した様々な実験手法の応用が多く報告され，また対象30 nm 深い層の情報を得ることが可能となり，表面敏感性とされる物質の範囲も多様化し始めていることが強く印象による制限が緩和される。硬 X 線光電子分光の国際ワーに残った。

クショップ（ WS ）は第 1 回が 2003 年にグルノーブルのJ. Ziegenhagen らは X 線定在波を YBCO 単結晶のユニESRF で，その後 2006年に SPring-8 で第 2 回， 2009年にットセル内で精密に走査して，Cu(1)サイトと Cu(2)サイ

BNL で第 3 回 WS が 3 年ごとに開かれた後，2011年に第トの Cu 3d 部分状態密度への寄与を分離して，検出する4 回がハンブルグの DESY で， 2013 年に第 5 回がウプサことに成功した。また S. Nem ¾s áak は定在波法を固液界面ラの Angstrom 研究所で行われた。本会議は 6 回目に当たの観測に応用した結果を口頭発表した。放射光 X 線の偏り，今回初めて国際会議に昇格して開催された。

光を積極的に利用する実験法も用いられるようになってき

C. Fadley が 冒 頭 の プ レ ナ リ ー 招 待 講 演 で 角 度 分 解た 。 A. Sekiyama は YbRh2Si2 お よ び YbCu2Si2 単 結 晶 のHAXPES によるバルクのバンド分散の測定， X 線の定在4f 軌道に起因する状態を直線偏光励起で観測し，低温領HAXPES 2015会議の集合写真（於 NSRRC)

放射光 May 2015 Vol.28 No.3 ● 145(C) 2015 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research

域でのスペクトル強度の極角依存性から，基底状態の 4fsmo からは Uppsar 大学における有機金属ペロブスカイト

対称性を，高温領域での温度依存性から励起状態の対称性

太陽電池材料や Li イオン電池の電解質界面の解析へなどを決めることが出来た。また A. Regouz らは Sn ドープしへの応用についての招待講演が，またヘルムホルツセン

た TiO2 に X 線偏光ベクトルと光電子放出角の配置を変えターからは太陽電池薄膜の解析などについての口頭発表がて価電子帯内の s-like 状態を見分ける手法を適用した。試あり，両者ともに関連したいくつかの口頭およびポスター

料表面に設けた薄い電極に電場を印加して，電極下の領域発表を行った。また，ナノクラスターなどの新規触媒材料に お こ る 変 化 を 調 べ る HAXPES の operando 解 析 へ のについても，数件の発表があった。従来から多く発表があ応 用 は 数 年 前 か ら 活 発 化 し て き て い る 。 今 回 は Y.

った強相関系物質についても，超格子構造やヘテロ接合なYamashita が Si-MOS ゲートスタックの界面状態解析へ

ど機能性材料や界面の電子構造に関する発表も増えている。の，また， P. Calka が抵抗変化型 RAM のスィッチング

T. Kamiya が IGZO 薄膜透明トランジスターのバンドギ現象の解析への応用を報告した。極端条件で合成される新ャップ状態の起源を HAXPES で調べた結果について，ま規物質は，しばしば微小な結晶であることが多い。 K.

た K. Kobayashi が HAXPES, XRD と大規模第一原理計

Soda らは SPring-8 の BL47XU の K-B ミラーマイクロ集算の組み合わせにより，相変化メモリー材料の電子状態と光光学系を利用して高温高圧の超臨界窒素流体の中で合成構造を矛盾なく説明できるアモルファス構造モデルをもとされた0.050.1 mm サイズの RuN2, IrN2，および PtN2 微め相変化のメカニズムを論ずる招待講演を行った。そのほ結晶の HAXPES 測定を行い，内殻スペクトルの化学的傾か，抵抗変化型 RAM ，薄膜透明電極や薄膜トランジス

向，組成による電子状態の変化を議論した。

ターなどのデバイス関連材料に関する招待講演や発表など

光電子顕微鏡（ PEEM ）はすでに真空紫外，軟 X 線領を合わせると，従来から多い強相関系物質，磁性物質への域 で は 広 く 用 い ら れ て い る 実 験 手 段 で あ る 。 最 近 C.

応用に比してほぼ同程度の発表数であった。これに加えて

Schneider の グ ル ー プ は HAXPES と PEEM を 組 み 合 わ

分析応用についての発表もあって， HAXPES が分光学やせる実験を PETRA-III で進めてきた。彼らは PEEM の物性研究から，材料研究に広がり，さらには産業応用の分レンズ系を，半球型分析器を 2 台使って収差をキャンセ野からもの応用が次第に増加し始めている様子が認められルしたアナライザーに組み合わせた HAXPEEM を開発し，た。

PETRA-III の P09 ビームラインに持ち込んだ。パターニ

SPring-8 においては燃料電池（ BL36XU ）および Li イ

ングをした Cr /Au 試料を用いてテスト実験によって，そオン電池開発のプロジェクト（ BL28XU ）が各々，専用の有用性を示し，将来の応用展開について述べた。放射光ビームラインを建設し，HAXPES 実験ステーションを設/ XFEL のパルス性を利用した時間分解 HAXPES も新規置している。 Y. Takagi は燃料電池プロジェクトの 3,000の 手 法 で あ る 。 M. Oura は 招 待 講 演 で 理 研 グ ル ー プ がPa までの準大気圧 HAXPES 実験が可能なステーション

BL19LXU お よ び SACLA で 行 っ て き た 時 間 分 解 HAX-の現状とポリマー電解質燃料電池の Pt/C 陰極の in-situ 観

PES の結果を紹介した。超短パルスで多量に励起される察結果を紹介した。 Li イオン電池プロジェクトの実験ス

光電子の空間電荷が，スペクトル形状に与える影響をシミテーションについてはポスター発表があった。ヘルムホルュレーションと比較して解析し，さらにポンププローブ

ツセンターの薄膜太陽電池プロジェクト EMIL 計画では法によるスペクトルのピーク位置，形状のダイナミカルなBESSY II に専用ビームラインを建設している。このビー変化の測定を行った。また同グループからはこのテーマにムラインは 2 つのアンジュレーターを傾けて挿入して 70ついて，さらに 2 件のポスター発表がなされた。今後，

V ～ 10 keV の 範 囲 を カ バ ー し ， HAXPES を は じ め

物質材料研究への応用の展開が期待される。 HAXPES のARPES, XES, XAS, XRF, HXPEEM, SXPEEM などの実新しい応用分野としては SOLEIL の GALAXIES ビーム

験ステーションを備え，その周辺に薄膜試料作製のためのラインにおける気体試料の HAXPES 実験があげられる。

装置や評価装置から，試料を各実験ステーションに配達す

M. Simon は Ne におけるドプラーシフトの効果，Ar の Kる真空回廊を設けている，さらにクリーンルームや，化学殻のオージェディケイ，ダブルコアホール状態，カスケー処理室などを含む専用の建物をもつ。この壮大な計画はドオージェ効果やなどの，イオン化閾近くのポストコリジ

S. Hendel によって紹介された。ヘルムホルツセンターかョン相互作用などの多彩な実験結果を報告した。このビーらは太陽電池薄膜の HAXPES 解析が複数発表された。

ムラインの後置分光器が完成すればさらに高分解能の実験

ビームラインにおける装置，測定手法開発に関しては，が可 能とな り， 将来の 展開 が期待 される 。ス ピン 分解

PETRA-III における取組が W. Drube から紹介された .注

HAXPES については S. Suga が低エネルギー領域で成功

目すべきは，アナライザー，試料マニピュレーターなどのしている 2 次元スピン検出器を HAXPES 領域に応用するシステムすべてを統一的に制御する Python ベースの制御

ドイツにおける計画について述べた。

システムを構築して，自動計測化を進めていることであ

今回の会議はデバイス関連，特にエネルギー分野のデバる。これによって，ビームラインスタッフのユーザーサイス材料への応用が多いのも特徴的であった。 H. Ren-ポートの負担が軽減されるとともに，外部電場印加などの146 ● 放射光 May 2015 Vol.28 No.3

■ 会議報告

複雑操作の必要な operando 実験の際のユーザー負担も軽た招待講演（ J. Woicik），また HAXPES スペクトルの非減される。また， PETRA-III では 2014年に 10本の新しい弾性バックグラウンドの解析から 55 nm 厚にポリ Si 層の挿入光源ビームラインが建設され，そのうちの 1 本に下に埋もれた La 層が検出できることを示した結果（ O.

HAXPES ス テ ー シ ョ ン を 設 け る 計 画 で ， 従 来 の HAX-Renault ）など， HAXPES の基礎的な部分の研究に関すPES セットアップはここに移動される。さらに同じ実験る発表もあり，本会議のカバーする範囲の広さが印象に残ハッチに HAXPEEM 実験ステーションも配置される予定

った。

である。
以上，この会議では，HAXPES の多様な分野への展開

本会議の発表論文数は Plenary talk 7, Invited talk 12,Contributed talk 15，で各々，40分，30分，20分とゆっくの傾向があらわれてきた。一方で各施設におけるビームタりした時間配分であったのはよかった。 Poster presenta-

イム 資源の 不足 は，今 後ま すます 深刻に なり ，そ れがtion は 30 件であった。本会議の参加者の国別分布は台湾

HAXPES のさらなる発展を阻害する要因になって来る。

58，日本 28，ドイツ 24，スウェーデン 9， UK 5，フラン

Cr Ka 線（ 5.4 keV ）を励起源に利用すれば実験室におけス，およびインドが各々 3，米国 2，カナダとイタリアがる HAXPES が現実に可能であることはすでに示されてい1 ，計 137 名であった。会議のアナウンスが非常に遅れ，る1) 。この実験室 HAXPES 装置の実用化をさらに進める

また日本にとっては開催期間が会計年度の変わり目にあたための，高 X 線フラックスで，標準的な分析槽に取り付っていたにもかかわらず，日本からの参加者数は心配されけ可能な 730 mm ローランド型分光 Cr X 線源についてのたよりは多かった。次回は 2017 年 8 月後半から 9 月第一ポスター発表（K. Kobayashi）があり関心を呼んだ。

週の間に米国バークレイの ALS で行われることが決まっ

その他，角度分解 HAXPES によるバンド分散の解析についての 3 ステップモデルに温度の効果を含めた基礎理た。2 年後には HAXPES の応用がさらに多彩に展開されていることが期待したい。

論 の 研 究 に つ い て ， H. Ebert が 招 待 講 演 を 行 っ た 。 ま参考文献

た，気体における Rotational Doppler 効果（ F. Gel'mukhanov） Fe3O4 における強相関，ポラロンおよびフォノンの効果を論じた研究（ Hao Tjeng ら）， SrTiO3 における1)

K. Kobayashi, M. Kobata and H. Iwai: Journal of Electron
Spectroscopy and Related Phenomena 190, 210 (2013).

Ti 1s の新しく発見された 5 eV サテライトの起源を論じ

放射光 May 2015 Vol.28 No.3 ● 147