2018年度ハイライト

8
技術課活動報告
技術レポート

分子科学研究所 技術課について

修理開発表師班の紹介

2018年度数師トピックス
【機械設計・製作】

【フォトリソグラフィ】

その他活動を見

日子後指開始政府制の紹介

2018年度政府トピックス

その他活動事告

池夜俯助の紹介

意識改革   －海外出張－

2018年度技術トピックス
≪遠赤外ビームライン集光用ミラーの製作≫

その他活動報告

幾年利用技術班の紹介

2018年度トピックス

計算科学技術班とは

計算科学研究センター業務

2018年度トピックス

－技術発表－

/スポー

山発町共通貨物

の外壁

♯各種技術研究会への参加

-技術課セミナー

→技術職員研修等
受入研修

その他の研修

-共通支援業務
中学生の職場体験学習

労働安全衛生

研究環境の整備

¶その他技術課に関すること

分子科学研究所技術研究会開催報告

受賞者紹介

2017年度技術研究会

2018年度技術研究会

装置開発室の新規工作設備について

レーザー実験では、タイミングが重要

これまでのディレイゲートパルサーの課題

装置のブロック図

確実に動くディジタル回路を、FPGAで作る

まとめ

検討の概要

金蒸着ミラーの土台設計と製作

ミラー土台の凹凸評価

集光点のサイズ評価

検出器と真空雰囲気の光学系との接続

まとめ

はじめに
機器センターの所有する微結晶Ｘ線回折装置（CCD-3）は低温吹き付け装置を備えHeガスを使用することでサンプルを２４Ｋ程度まで冷却して測定できる単結晶Ｘ線回折装置で、Ｘ線源も集光ミラーを備えることで強力なＸ線が得られ、微小な結晶の測定ができる、所外からの利用が多い装置です。検出器はCCD検出器（リガク社製Mercury）を備えていましたが、2017年度予算により、最近登場した、より高性能な半導体検出器に更新しました。
単結晶X線回折装置の構成
X線回折装置は(1) X線源(2)ゴニオメータ(3)検出器　から構成されます。ユーザーのニーズにより各パーツはある程度自由に組み合わせられるようになっています。この為、パーツごとの新製品が出た時に（互換性があれば）その部分だけ交換することで機能向上を図ることが可能です。
■Ｘ線源
X線源は文字通りX線を発生される部分です。金属に高電圧（当装置で50 kV）で加速した電子を当てることでX線が発生します。初期のものはターゲット金属(Cu, Moなど)の裏側に水を流して冷却するだけのもので管球と呼ばれています。その後、より高出力のＸ線を出すため、回転する円筒に電子を当て、電子の当たる部分が常に変わることでより多くの電流を流すことを出来るようにしたロータ型と呼ばれる線源が出来、現在の主流となっています。 X線は電子の当たった部分から四方八方に放出され、線源に開けた窓からその一部を取り出して利用しています。この状況を劇的に改善するわけではありませんが、X線を集光するミラーが開発され、これにより数倍の強力なX線が得られるようになりました。メーカーからは管球型／ロータ型含め、複数のグレードの製品がラインナップされており、価格と性能を勘案して製品を選ぶことになります。
■ゴニオメータ
サンプルと検出器を乗せる台で検出器を乗せるアームは１軸回転、サンプルは３軸回転の自由度を持ちサンプルを様々な方向に回転させて測定を行います。サンプル回転に幾らかのパリエーションがありますが初期のものは全て回転機構で出来ていた為、4軸型ゴニオメータと総称されます。最近は２次元検出器が主流で検出器のサンプルからの距離(カメラ長)もサンプルにより調整しますが、このカメラ長をPCから制御できる製品も出ています。
■検出器
大昔の検出器は計数管で３次元球面の１点の反射Ｘ線の強度を測定するものでした。この為ゴニオメータの検出器を乗せるアームを回転して目的位置に検出器を移動させていました。その後、出たものがCCDを利用した2次元検出器で2次元の蛍光板にX線が当たることで発生する光をCCDカメラで測定するもので、改修前の本装置に備わっていたものです。ここ３年くらいでメーカーから単結晶用に新しく出てきた検出器が半導体型検出器。調べたところSi, Geなどの真性半導体に放射線が当たることにより電子が飛び出しホールが出来て電気が流れるようになることを利用したもののようで、詳しい仕組みは理解していませんが「1光子検出型ハイプリッドピクセル検出器」「X線光子係数型ピクセルアレイ半導体検出器」などとメーカーのカタログには記載されています。このタイプの特徴は（1）原理的にノイズが発生しないので長時間露光が可能（2）データの読み出しが高速な為、従来イメージ測定後シャッターを閉じてデータの読み出しをしていたところ、シャッターを開いたまま連続測定が可能（3）反応するエネルギー域が狭い為宇宙線の影響を受けず、CCD型の長時間露光で必要だった複数回のイメージ測定が不要になる（4）ダイナミックレンジが広く実用範囲内で飽和しない為、長時間露光が可能、などが挙げられます。
機器更新
メーカーのエンジニアの方に「新しい検出器が出て感度が現行の２−４倍、現行装置にも取り付けられる」との情報をいただき、センターで予算措置をしていただき装置の更新をしました。当初は検出器のみ交換すれば２-４倍に感度が上がる、と単純に考えていたのですが、既存のAFC-8型ゴニオメータでは新しいソフトウエアが対応していないなどの話が出てきて、ゴニオメータも一緒に交換することにしました。ただゴニオメータは最新のものである必要はなくAFC-10 κ型のゴニオメータを導入しています。
終わりに
当初、感度が上がり測定時間が短縮される（だけ）と単純に考えていたのですが、ゴニオを更新することで新しいソフトウエアCrysAlis Proを測定に使用できるようになり、このソフトウエアの恩恵が非常に大きいことを後から認識しました。最適な測定時間（露光時間）を決定できる為、必要以上に長い測定をする必要がなくなり、また、測定中に同時進行でそれまで測定したデータを使って構造解析を進めてくれ、綺麗な結晶であれば測定終了時にはほとんど分子の形が出ている状態になります。 (図３の赤丸内) No.5青蝶野治技術取
2012年、2015年に続き2018年10月の分子科学研究所一般公開において「タッチラリー」イベントを開催し、今回初めてタッチラリー端末にRaspberry Pi ３を使用しました。その開発秘話やタッチラリーデータ解析した結果をお知らせします。キーワード一般公開、タッチラリー、Raspberry Pi 3
タッチラリーイベントの概要
タッチラリーはスタンプラリーのICカード版です。来場者の方が多くのタッチラリー地点に行ってみたくなるような仕掛けを施しました。一方、運営者にとっては来場者数や各タッチラリー地点の混雑状況をウェプページからリアルタイムに知ることができるシステムでもあります。今年のテーマは「分子の謎解き大迷宮　君は分子研を脱出できるか？!」で、タッチラリーイベントもテーマと連携するようにしました。そこで企画としては、ぱらぱらになった分子研の地図の断片を集めることを目的とし、すべて揃えば出口がわかるので脱出できる、という設定にしました。タッチラリー地点は８カ所あり、その内の４カ所で地図の断片を得る（図1）ことができ、完成した方にはクラフト紙に印刷した地図を記念品として配布しました。また、探索の途中には、お宝を発見するという偶発的イベントを加えて、人数限定のグッズとして水分子のマグネットやオカザえもんのエコバッグ（図2）の配布を行いました。 （図１）実際のタッチラリーの画面(図2) 水分子のマグネットとオカザえもんのエコバッグ
タッチラリー端末としてのRaspberry Pi 3
今回のタッチラリーイベントでは事前に準備ができるようにするため、研究室からパソコンを借りずに実施することになりました。そのため、手元にある旧式のパソコンだけでは台数が足らないため、安価に入手できるRaspberry Pi 3（図3、図4)を活用することにしました。 Raspberry Pi 3は簡単に言うと「名刺サイズの安価な低消費電力の組み込み向けコンピューター」です。しかし、その潜在能力は高く、ソフトウェア開発者から見たら使い勝手があります。体感的な演算性能は１０年くらい前のコンピューターである一方、HDMI出力、USBポートが４つ、アナログオーディオ出力、有線LAN、無線LAN、Bluetoothがあり、現在のコンピューターに必須なものが揃っています。普通のパソコンとの最大の違いはCPUの種類がARMアーキテクチャーであり、現状WindowsやMac OSは動作しません。しかし、LinuxはARMやx86-64アーキテクチャーでも動作し、CPUの違いを隠してくれます。そのため、 Linuxで開発を行えば、通常のパソコンでも動作し、Raspberry Pi ３でも動作することが期待されます。ところが現実はそんなには甘くありませんでした。最大の試練はソフトウェア開発が終わりに近づいた頃に耐久テストを行ったところ、通常のパソコンでは何の問題もなく動作するのに対し、 Raspberry Pi ３の端末ではICカードをタッチしたときに１％以下の確率でフリーズしてしまったのです。おそらくカードリーダーライターを制御するライブラリーソフトのパグだと思われますが、原因を見つけることはできませんでした。この回避方法を探しているとき幸いにも、デバッグ用のコマンドを実行すればフリーズが解除されることを発見しました。この回避策を外付けで実装したことで一般公開の間、動作し続けることができました。
タッチラリーデータの解析結果
円グラフ（図5）は来場者の方がタッチした地点の数をまとめたものです。なんと半数以上の方が全地点を回ってタッチして頂いたことが判明しました。入場時間と人数のグラフ（図６）からは、開場予定時刻の１０時にピークがあったのと昼食後の１４時頃にピークがあったことが分かります。タッチラリーでは退場時刻も記録しているので、ある時刻における滞在者数の推移（図7）も解析することができました。時間帯によっては１６００人近くの方が滞在していることが今回初めて明らかになりました。图7時刻と滞在者数No.6省所区活動美幸原田学術支援三係
分子研では３年に一度、一般公開を行っています。例年の来場者数は千数百人ですが、3年前の一般公開2015は2500人、今年の一般公開2018は4000人近くの方が来場してくださいました。何故増えているの？と疑問をお持ちの方もいらっしゃるようですので、ここで広報の観点から来場者が増加した要因についてご報告させていただきます。一般公開、集客、広報
ポスター配布先の見直し
私が初めて一般公開のボスターやwebサイトを作ったのが2006年、企画段階から携わるようになったのは2009年あたりでしょうか。まだその時はこなすことが精一杯で来場者数を気にした記憶はありません。次の2012年の一般公開が、企画だけでなく広報活動のことまで考えるきっかけになりました。鈴井技術課長（当時）と企画を行い、この企画内容なら多くの方々に楽しんでいただけると思っていたのですが、蓋を開けてみると、その年の一般公開の来場者数は１０００名少々……。天気も悪く、インフルエンザが猛威を振るい学級閉鎖にもなっていたのですが、企画は気合いが入っていましたので、何故？という疑問だけが残りました。ご協力いただいた多くの方々に申し訳ない気持ちでいっぱいでした。そして、多くの方々に来ていただきたいとはじめて強く思いました。そこで、次の2015年の一般公開では岡崎市民に人気のあるオカザえもんを呼ぶことから考えました。オカザえもんに出演依頼をしたところ快く引き受けて下さいました。そして、オカザえもんなら子供もよく知っているはず！との思いから、オカザえもんを載せたチラシを岡崎市内の小中学生全生徒に配布することを検討しました。問題は予算と配布手段でしたが、予算は特色1色刷りにし大きさもＡ５サイズにして何とか押さえました。配布は岡崎市の教育委員会に相談したところ、教育委員会を通じて各学校全生徒に配布していただけることになりました。その数なんと35000枚！また、2012年の一般公開ではやめてしまった折り込みチラシも復活させたので合計で130000枚ほどのチラシを配布することになりました。これらの効果により2015年は2.5倍の2500名まで増えたのです（図1)。ここまで来場者が増加した要因として、アンケート結果では、チラシを見てきた方がかなり増加しています（図2)子供達一人一人の手にチラシが届き、家に持ち帰り保護者が見る、これが重要であるように思います。一般公開直前に行った岡崎市内の小中学生が集まる展示では「あっ、このチラシ見ましたよー」「行きたいと思っています」等保護者の方からもかなりのお声をいただきました。親子でチラシを共有していただいたことはとても大きな要因だと思います。今年の一般公開2018でも小中学生全生徒にＡ５サイズのチラシを配布し、A4サイズのチラシは前回の約2倍配布したところ、4000名近くの方が来て下さいました。多く当日の天候ても3000名かなあと思っていたので、この人数はかなりの想定外でした。チラシの配布増加分に比べ、来場者数が図１　来場者数とチラシ配布数爆発的に増えた背景には、研究所に興味を持って下さっている方が潜在的にかなりいて、さらに前回来て下さった方が「楽しかったよ」と伝えてくださった可能性もかなりあると思っています。また、毎回一般公開では特別講演会も同時開催していますが、こちらも2015年ははやぶさ、 2018年は近大マグロと認知度が高い内容だったため、展示会等でチラシを配布する際に「おっ、近大マグロの話が聞けるの？」等かなり多くの方に反応を頂きました。認知度が高い講演会をボスターに掲載することで更に興味を持っていただけることを改めて確認出来ました。分子研が年４回（2008年までは年６回）開催している市民公開講座もチラシの配布数の増加とともに、来場者数は確実に増えています（当初は１００枚弱でしたが今は3500枚前後配布しています)。そして常連の方も確実に増えています。やはり内容の話題性や広報活動により、来場者数は増えるのではないかと感じています。配布部数の増加とコストはいつも悩みでしたが、ネット印刷に切り替えることで、配布部数が増えても費用は削減できるようになり、新たな配布先も躊躇なく開拓が出来るようになりました。
ポスターデザインの見直し
一般公開のボスターは、毎回テーマを決めてからデザインを決めています。前々回の2012年のテーマは「行こう！分子探しへの旅へ」でした。小中学生にも来て欲しかったので、子供をよぶためにはアニメキャラクターが良いのではないか？と思い、広報室長に提案しました。例えばハウジングセンターのチラシは、アニメキャラクターが必ずと言っていいほど掲載されています。大島康裕広報室長（当時）に了承を得たので、テーマにそってアニメのワンビース風のデザインにしました（図３)。ところが……、研究所の施設の写真は一枚も掲載しなかったため、研究所のボスターであることがわかってもらえず「あれって、研究所だったの？」と言われる始末でした。そこで2015年版では、ボスターにUVSOR等の施設写真、岡崎市の人気キャラクターオカザえもんを掲載、さらに小中学生向けのチラシにはオカザえもんを大きく配置しました。これが大ヒット！　子供から大人までチラシに興味を持っていただけ、オカザえもんに関する問い合わせも多く頂きました。2018年も同様に施設の写真とオカザえもんを掲載しました。今年は小中学生向けのチラシをフルカラーにしたため、小中学生への効果は更に高かったと思われます。もちろん最終的には子供たちにも分子科学に興味を持ってもらいたい訳ですが、気にとめてもらう契機として、オカザえもんの威力は絶大です。
今後の課題
広報としては、市民の方々に興味を持っていただけることが大変有り離く、今後も来場者数を増やしていきたい気持ちは強くあり、また、研究所を一般向けに説明していくのは責務だと思っています。来場者数を増やすためには岡崎市内にチラシを多数配布、学生には一人一枚配布すると効果が高いことがわかりました。しかしながら、スベースとスタッフには限界がありますので、どこまで対応すべきか検討する段階に来ています。今年も想定以上の来場者数で、長蛇の列になったり、満足に見て頂くことが出来なかったり……。せっかく来ていただいたなら、楽しんで帰っていただきたいと思いますし、スタッフの皆様は前回に続き大変な一日になったと思います。また、来場者数が増えるほど事故防止の対策をしっかり取らなければなりません。来場者数増加で考えなければいけない問題は多くなりますが、アンケート結果では、「楽しかった！」のお声も多く頂きました。企画班や設営班等と協力し、次回は来場者もスタッフも満足度がさらに上がる一般公開となるよう努めていきたいと思います。最後になりますが、広報活動にご協力いただいた所内外の多くの皆様、当日多くの来場者に対応してくださった職員の皆様に心よりお礼を申し上げます。機器開発技術班コンフラットフランジ用ガスケット取外し工具の試作水谷伸雄コンフラットフランジに、きつく食い込んでしまった銅ガスケットを外す時に、マイナスドライバー等でこじってエッジに傷を付けてしまう事があります。銅ガスケットが外れない原因としては、チャンバー製作時の溶接歪みによるフランジの変形、エッジ周辺部の形状不良、また、ポルト締結時の過剰なトルクや過度なベーキングなどが考えられます。一旦付けてしまった傷は、漏れの原因になり修復にも手間がかかるので出来れば避けたいものです。図１　試作したガスケット取外し工具そこで、このような傷のトラプル解消を願い２つの専用工具を作ってみました（図1 )。 1つは、厚さ1.1 mmの鋼材を加工した工具で、てこの原理でガスケットを持ち上げます（図2 -1 ～ 3)。もう1つはラジオペンチの改造品です。ラジオペンチの先端を約半分の長さにして剛性を高め、片側のくちばしを薄く削ることでリークテスト用の満に深く入るようにしました。これでガスケットをがっちりつかみ持ち上げます（図３−１～３)。ちなみに、ラジオペンチは１００円ショップの商品、鋼材は使い古しのジグソーの刃から試作しました。
機器開発技術班
電子ビーム描画装置が納入されました高田紀子2018年度は新たに電子ビーム描画装置が納入され、これまでの光を使ったマイクロレベルでのパターニングに加え、ナノレベルでのパターニングが可能となりました。今回納入されたのは、株式会社エリオニクスの「ELS-G100」です。装置の写真と仕様を図１に示します。電子ビーム描画装置は、電子線に反応するレジスト上に細く絞った電子線を用いてパターンを描いていきます。以前の装置と比較すると描画速度が格段に速くなっており、300nm幅のライン＆スペースを100mm□全面に描くのに機種によっては120日を要するところを、この装置は３日で描くことができるそうです。さらに、描画フィールドの端の部分でもビームの歪が少ないため、広範囲でかつ高精度な描画が可能です。電子ビーム描画装置は搬入とメーカーによる調整を終え、4月からは何回かに分けて取扱講習を受ける予定となっています。様々な内容の製作に対応できるよう、基礎的なデータをとりつつ操作を習得していきたいと考えています。 : ZrO / W熱電界放射型たい: 100kV, 50kV, 25kV指小ピ: 1.8nm ( )²  100kV) -最小描面線幅: 6nm (於100kV) -ム電流強危: 20pA～100nAナイズ:最大3,000 μ m × 3,000 μ m (於25kV ) 1,500 μ m × 1,500 μ m (於50kV) 1,000 μ m × 1,000 μ m（以下於100kV） 500 μ m × 500 μ m,250 μ m × 250 μ m 100 μ m × 100 μ mピームポジション:最大1,000,000× 1,000,000 -ム位置決め分解能:0.1nm : 6インチゆウェハー又は6インチロマスク最大試斜サイズ図１　電子ビーム描画装置の写真と仕様機器開発技術班実験用めっき装置の製作菊地拓郎装置開発室では、めっき技術の導入を検討しています。今回は、実験用小型めっき装置（2Lサイズ)を製作したので紹介します(図1)。めっき設備の基本構成は、めっき槽、めっき液、電極、安定化電源です。これらにめっきの仕様に合わせ、必要な設備を追加します。今回はスルファミン酸ニッケルめっきを行うことにしました。そのため、液温を60℃に保つ石英ヒーターと温調機器を追加しました。エアーポンプも設置し、空気攪拌でめっき槽内の液を循環させます。空気提拌でめっき液がミスト（霧）となって飛散するためフィルター付き吸煙機を使用します。また、被めっき物が円錐形のため、通常の電極配置ではめっき厚のムラが発生してしまいます。このムラを抑えるため、被めっき物そのものを括動する回転機構を設計しました。被めっき物を保持するための冶具は、給電機能を持たせると同時にモーターとプーリを介して回転機構を成すよう、SUS304の丸棒で製作しました。濾過装置はめっき液が少量なので省きました。上記の装置は、ニッケル電鋳を目的としていますが、同じ装置で異なる形状へのめっきや銅めっきなどのカスタマイズが可能です。今後は、MEMSで使われるような微細パターンの転写技術などにも挑戦したいと考えています。電子機器開発技術班回路基板データのバージョン管理木村和典電子機器開発技術班では回路設計CADとしてAltium  Designerを採用していますが、このソフトウェアには標準でパージョン管理機能が搭載されています。これにはSubversion(以降"SVN" )というシステムが利用されており、正しく使用すれば、「誰が」「いつ」「どの様な意図で」「どの様な」変更を加えたのかを明確に出来ますし、その変更を合議の上で取り消す事も容易です。またファイル自体に変更を加えることなく管理可能であることも利点の一つと言えます。昨年まではほぼ不使用の機能でしたが、所長奨励研究の開発品で試験的に管理を始め、問題なく運用されています。また開発した回路の中には汎用性の高い物、量産や中長期的な改良が求められる物が出てきています。これらについて、同じくバージョン管理システムの一種であるGitを併用した管理を行えないか試験しています。一般にGitは分散型管理である点、SVNと比べbranch機能が扱いやすい点などから並行開発（元となるデータを共有しながら、何か別の機能を付け加えたり不要な機能を削ったりしたクローン品を作成し、クローン間で共通の修正事項は共有する、等)に優れると言われており、特注品ともいえる従来の工作品と量産・汎用の工作品の管理を両立させることが十分可能との見通しです。所内外の研究会などで各種成果物を公開する機会も増加しており、場合によっては設計データの公開・共有も想定しています。GitやSVNといったバージョン管理システムは既に世界中に広く浸透しており、GitHubをはじめとするこれらを用いたWebサービス等も発展してきていますので、データの公開、複数人での共有・開発が比較的容易に行えます。機能で寸法にパリエーションのある
光技術班
-般公開～ UVSORから林憲志
2018年の分子研一般公開で、UVSORの準備取りまとめ役を仰せつかりました。今回の新しい試みとして、実際に使っていた分光器の一部（回折格子チャンバー）を再利用した分光器展示を皆で製作しました（図）。本来は放射光が光源なのですが、展示では実験用ハロゲン光源またはLED懐中電灯が使えるようになっています（図の左側から入射）。波長（＝色）の混じった白色光は回折格子というプリズムのような働きをする素子によって色に分けられます。取り出される色の選択には、モーターがチャンバー上部に取り付けられており、サインバーと呼ばれる機構を使って直進運動が回転運動に変換されます（図の②～④)。光を切り出すためのスリット(隙間)を抜けて、赤色から紫色まで、色が移り変わっていくさまが見て取れます（図の⑥）。一般公開が始まってみると、人、人、とにかく多くのお客様にお越しいただきました。そんな中、子供など皆にコントローラーを渡して「ぜひ動かしてみて！」と言って体験してもらえたのが良かったです（図の①）。苦労もありましたが、終わってみれば充実した一日でした。
光技術班
新しい挑戦牧田誠二
異動から半年が過ぎ、平成３０年４月からまた新しい体制でスタートを切りました。半年間、主に勉強をさせていただきました田中清尚准教授とビームライン（以下、BL）５Ｕから、新しく着任されました主任研究員の松井文彦先生の下、BL ６Ｕで学んでいます。幸運にも両エンドステーションには、角度分解光電子分光装置（以下、ARPES）が備わっていることから、BLやARPESの違いを理解しやすい環境にいます。当初は、言われるがまま、原理や理屈が判らないまま与えられた指示をこなすだけでしたが、この１年間は自分なりに考え、新しい何かを作る機会が増え、第３２回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウムに「UVSOR BL6Uの現状」としてポスター発表の機会を得ることができました。年号が変わってからのBL6Uは、次のステージへの計画が進んでおり、また興味深い１年になりそうです。一方、機器センターの仕事として920MHzNMRの解体・廃棄を実施しました。当装置は、平成１６年度に設置された当時、世界最高レベルの超高磁場核磁気共鳴装置として共同利用研究等に供し、生体試料やナノマテリアルなどの液体・固体計測にも対応できるシステムとして高次構造や動的挙動の精密解析を支援してきました。解体にあたり汎用NMRと異って専用建屋(山手５号館)も保有していた当装置の解体は、とても大掛かりな作業となりました。将来的に当建屋の有効活用に期待したいです。光技術ዝ第３２回日本放射光学会年会発表用ポ2019年1月に福岡県で開催された第３２回日本加速器学会年会にポスター発表および最新情報・動向の取得を目的に参加を予定していましたが、都合により見送ることになり、作成したポスターは同学会に参加されたUVSOR職員の松井主任研究員に代理で会場に設置していただきました。松井主任研究員に大変感謝いたします。発表内容は、2017年度の加速器運転状況およびビームライン現状、またビームライントピックスとして、ARPES (Angle-resolved Photoemission Spectroscopy：電子のエネルギーと角度を計測することで物質中の電子状態を直接的に調べることができる角度分解光電子分光）の稼働状況、今後の展望について報告しました。
光技術班
光軸調整酒井雅弘UVSOR BL5Uはアンジュレータ (挿入光源)、回折格子を利用して21 eV ～ 200 eVの光 (放射光）と偏光面を指定して試料に照射できるビームラインである。また試料直前の後置鏡にはマイクロフォーカスミラーも装備され、より微小な領域（数1 0 μ m）への照射が可能となっている。今回は、試料マニピュレータを２次元（平面）駆動しながら光電子強度をプロットするプログラムを作成した。試料マニピュレータを制御するPC (Gonio-PC)と光電子測定PC (A-1 PC)をRS232Cでクロス接続し、A-1 PC側でBeanOpt.viというアプリを起動しておく。このアプリは、RS232C通信により、①取込開始、②取込んだ光電子のカウント数(Total Counts)の返送などができる。 あらかじめ取込エネルギーの中心値(Center K.E.)を設定し、 Gonio-PCで試料マニピュレータを所定の位置に駆動するたびに①→②を繰り返して強度imageを取得する。A.試料の実像と同じ向きでB.試料上を放射光が図１のようにラスタースキャンするように　とのリクエストも実現している。図2は、2次元強度マップ取得パラメーターを設定するフロントパネルである。右上に直近の測定結果を、右下には過去の結果を選択して表示できるようにした。将来的には、左右(X軸)、上下(Z軸)、前後(Y軸)と試料マニピュレータを1次元スキャンして、それぞれのスキャンのカウント最大値の位置を自動で探す（最適な測定位置決めの自動化）へ応用する。図1 試料上での放射光ラスタースキャン(試料左上から右下に向かって放射光が照射されるようにマニピュレータを駆動）図２　２次元駆動及び光電子取込パラメータ設定パネル（右上に直近の結果を、右下は過去の結果を表示して比較することができる）
光技術班
老朽化対策近藤直範
今年度からビームライン(BL) ２Ａに加えてBL7Bも担当することになった。BL7Bは比較的古いビームラインである。制御・測定機器が古くなっていて、PCが時々立ち上がらなくなるなどのトラプルを抱えていた。３ ～ ４月のシャットダウン中に分光器制御・測定用PCの更新作業を行っている。旧PC (図2)はOSがWindows 2000、制御プログラムがLabVIEW6.1で書かれていて、それを新PC (OSがWindows 10でLabVIEW2018を使用)で稼働させる予定である。制御プログラムはLabVIEW2018でも問題なく読み込めたが、これまで使用していたNational Instruments (NI)の機器が占すぎてドライバーがWindows 10に対応していない。またNIのサポートも終了していて新PCでは使用できない。結局、NIの後
継機種を購入し、その機器に関連したプログラムを新規に作成することになった。 ２０年位前の機器を一気に最新の機器に更新することが難しいことが分かった。物を大切に長く使うということは大事なことではあるが、ある程度使用したら最新のものに更新してくことが必要だと感じた。
光技術班
真空落下実験装置 矢野 隆行
今年度は岡崎３機関で３年に一度当番になる一般公開の年となりました。私が所属する極端紫外光研究施設は「宇宙の光を作る、世界最先端装置を探検しよう！」というテーマで展示・ CHARMILLES TECHNOLOGIES   O公開を行い、私は来場者の方に、真空を使ったいくつかの実験を見て体験していただくコーナーを担当しました。特に「真空中では、羽と鉄球は同じ速度で落下する」を実際に目にしていただくコーナーに関しては、従来の実験装置を大幅に改良して一般公開に臨みました。実験装置の全長は架台も含め2200mm（内、真空槽Φ 100 × 2000mm）。電磁石で鉄の玉と鳥の羽を取り付ける構造にして、電気のON/OFFで落下を真空内でできるように工夫しました。また羽の接続にはビニールタイに使用されている芯線を使用して、電磁石によって磁化しない程度の量に調整し、接着剤で封入することで対応しました。川合所長にも「実際に見ると良いですね。」というお言葉をいただきました。何よりも真空にした後、鉄の球と鳥の羽がほぼ同時に落ちるのを見た来場者の［うぉっ～！」という声が快感になりました。
光技術班
軟Ｘ線顕微分光湯澤勇人
平成30年4月より特任専門員として、また平成31年２月からは技術職員として引き続きお世話になることになりました。今後ともよろしくお願い致します。技術課に来てからは、これまで使用していたBL3Uの実験支援も行いながら新たに軟Ｘ線顕微分光ビームライン(BL4U)の実験支援を担当している。このビームラインは、数十ナノメートルの空間分解能でXASスペクトルを取得できるため、試料の化学状態の二次元マッピングを詳細に行える点が魅力である。一方で、測定時の試料とゾーンプレートの間隔は通常１ mm未満と非常に小さいため、チャンバー内で試料を高温に加熱して測定すると大きく試料測定位置がずれたり、装置に悪影響を及ぼすという問題がある。そこで、試料チャンバーの外部から赤外レーザーを試料位置に集光．照射して加熱を行ってから測定を行うという方法を検討してみた(図1 a,  b)。その結果，試料を数百度に加熱できること，および加熱直後に測定しても位置ずれなどの影響が非常に小さいことは確認できたが、試料加熱により得られると想定していた変化は明確でなかった(変化はしたのだが)。今後、より条件を詰めてユーザーの実験で利用できるようにしていきたい。 BL4U試料チャンバー外部(a)および内部(b)のレーザー照射光学系(白点線はレーザーの光路を示した)
光技術班
キット製品活用のその後／ファイバーレーザー 岡野泰彬以前のActivity Report (2014)のコラムにて、キット製品の活用について触れました。それから大分時が経ちましたが、メゾスコピック計測研究センターにてキット製品を使用したファイバーレーザーを整備したので紹介します。導入したのは光響社製モード同期Ybファイバーレーザーキットで、波長～ 1040nm、平均出力～ 20mVV、フェムト秒パルスを繰り返し周波数～ 65MHzで出射します。パルス幅については、自前で計測系の構築が必要なため先送りしているところですが、仕様によると典型値で670fsとなっています。調整に依りますが、パンド幅は8nm以上取れそうですので外部圧縮器を組めば100 ～ 200fs程度のパルス幅に圧縮も可能です。さて、キット製品の"売り"に「プラモデル感覚で」や「学習に最適」などが謳われています。そのため、今回の製作にあたっては総研大のテーマ型レクチャー「先端レーザー基礎演習」（藤准教授）の実習教材としても活用していただきました。また、この機会を利用して事前準備や組み上げをファイパーレーザーの専門家である野村助教とともに行いましたが、組み立てに必要な機器・工具だけでなくファイパーの扱いや融着、アライメントのノウハウなど初心者には分からないことも多く、技術的な面を実際に作業しながら習得できたのは幸運でした。キット製品は設計やパーツの選定が必要無いという点では「プラモデル感覚」なのですが、経験の有無で作業効率が大きく変わってくると思います。メゾスコピック計測研究センターでは分子制御レーザー開発研究センター時代から引き続き技術相談を受け付けています。気になることがありましたらお気軽にお声がけください。後日、キット製品のパーツや配置を見直し、安定性やポータビリティを考慮して600mm×300mmのハニカムブレッドボード上に電子基板も含めてパッケージ化しました。オシロスコープ上の波形は、フォトダイオードでモニターしたレーザー出力のパルストレインです。所内貸し出しも可能ですので利用を希望される方はお問い合わせください。機器利用技術班機器センターの質量分析装置の拡充水川哲徳質量分析装置には様々なイオン化法がある。サンプルの特性により適切なイオン化を選択することが望ましい。現在、機器センターで管理している質量分析装置は、JEOLのJMS-777V(イオン化法：EI, CI, FAB、High-mass対応)とbrukerのmicroflex(イオン化法：MALDI)である。しかしながら錯体化学の分野で最もポピュラーであるESIの装置が機器センターにはなかった。この度、brukerのmaXis（写真）が機器センターの管理で運用されることとなった。（運用開始は2019年秋を予定）この装置はイオン化法がESI（High-mass対応）である。イオン化の選択肢が増えることは利用者に多大な恩恵を与えることであろう。機器利用技術班蛍光寿命を測定できるシステムを構築上田 正LED照明が急速に普及しています。節電に加え寿命がとても長いから……一般に40,000時間以上だそうです。1日5時間毎日使っても8,000日、20年以上使える計算です。でも、どうやって寿命がわかる（測定している）のだろうと思う人もいると思います。当然、実時間で評価しているわけではなく、加速試験なるある条件下で科学的に寿命を推定しているそうです。実際は、 10年ももたないLED製品が殆どだとか……。LEDは（理論的には）光らなくなることはほぼ無く、周辺の電子回路や筐体等の不具合のようです。さて、LEDの寿命とはちょっと意味合いが違いますが、「蛍光寿命」を測定できるシステムを構築しましたのでお知らせします。担当するピコ秒の波長可変レーザーを光源として有効利用するために、また近年、蛍光寿命測定装置は、太陽電池や有機ELの研究をはじめとする発光性物質の評価に不可欠な装置にもなっています。蛍光寿命とは「光によって励起された分子が蛍光を発光して基底状態に戻るまでの時間」のことで、一般にサプナノ秒からナノ秒のオーダーの短い時間です。直観的にその寿命より短い時間幅の光を当て（励起し）て、光らなくなるまでの時間を測ればよさそうですが、今度はとても時間が短すぎて……直接測ることが難しいです。そこで、時間相関単一光子計数法という計測法で測定しています。今回のシステムでは、ピコ秒レーザーのパルスで1回励起し、励起によって最初の光子1個が、そのレーザーパルスからどれだけの時間を経て発生しているかを観測します。それを何度も何度も繰返し（数１００万回とか、それ以上）、光子１個の時間軸上での発生分布を作成して、蛍光減衰曲線を得て蛍光寿命を算出する方法です。市販品もありますが、試料によっては励起波長を変えたい場合があり、その度に光源を購入する必要が出てきます。機器センターの波長を変えられるピコ秒レーザーを使った当システムでは、その心配はありません！勿論、データの指数関数フィッティング、蛍光寿命演算も可能です。ただ、ピコ秒レーザーの寿命（平成１０年度導入）があとどれくらいなのかは？？？ご興味のある方、ご利用を希望される方はお知らせください！
機器利用技術班

私の担当しているリガク社製の単結晶Ｘ線回折装置は１０年以上前の機種で、測定・データ処理ソフトにCrystalClear、結晶構造解析ソフトにCrystalStructureを利用しています。 2015年、リガクに旧Oxford Diffractionが統合されて以降、測定・データ処理ソフトにCrysAlis pro、結晶構造解析ソフトにOlex2が提供され、旧ソフトの使用経験がない方も増えてきました。幸いCrysAlis proはリガク社の単結晶Ｘ線回折装置を使用していれば追加費用なしで、Olex2はライセンスフリーで利用でき、ドングルも必要なく、測定パソコン以外でも利用可能です。CrysAlis proもOlex2もインストールは丁寧に書かれたマニュアルがあるため簡単に行うことができました。CrysAlis proでは、測定は出来ないものの、CrystalClearで測定した画像データさえあればオフラインデータ処理が可能で、ピークハンティング（スマート／ 3D）や全反射点を用いた逆格子ビューアーが非常に有用でした。Olex2では、旧測定ソフトCrystalClearから出力されたshlex.hklを読み込んで空間群などを決めxxxx.trans.insとxxxx.trans.hklを出力し、再度xxxx.trans.insを読み込むことで構造解析を行うことが出来ます。当初はコマンドがどこにあるのか戸惑いましたが、表示がカラフル＆グラフィカルで、慣れれば情報を認識しやすく使いやすいのではと感じました。測定ではCrystalClearを使わざるをえませんが、解析はOlex 2をメインにしていきたいと思います。
機器利用技術班
新人自己紹介浅田瑞枝
3月1日付で機器センターの技術職員に着任しました。主な業務は寒剤供給とESR、SQUID（予定）の支援で、ただいま液体ヘリウム関連機材の扱い方について見習い中です。2016年4月から今年の２月まで、電子物性部門中村グループの特任助教として共同利用機器のESRを使った研究を行っており、それ以前からも機器センターの皆様には大変お世話になっていました。今度は私が皆様の支えになれるよう励みたいと思います。どうぞよろしくお願いいたします。
計算科学技術班
Web通信の暗号化利用の増加とそれに伴う影響澤 昌孝
昨年１０月１ヶ月間に岡崎３機関内外間に設置しているFirewallにて観測されたWeb通信のうち、およそ70 ～ 80%が暗号化（HTTPS）されていました。Googleが出している「Google透明性レポートウェブ上でのHTTPS暗号化(※ 1)」でもほぼ同様な割合が出ており、年々HTTPS通信が増加していることが分かります。背景としては無償でSSL証明書を発行するLet’sEncryptなどにより、容易にHTTPS対応のWebサーバが構築できるようになったことなどが挙げられます。通信が暗号化されることによって、通信経路上の通信の盗聴などが防げるメリットがありますが、悪意ある通信や攻撃が暗号化された場合も同様であり、悪意あるファイル、外部Webサーバへの暗号化通信や岡崎３機関に設置しているHTTPS公開サーバ宛の悪意ある攻撃の暗号化通信に対して、岡崎３機関ネットワーク経路上に設置したISP/IDP等による検出や遮断ができないケースが増えています。岡崎３機関のFirewallは復号化機能を有しているので、管理している公開HTTPSサーパ宛の暗号化通信の復号化を試みましたが、ほとんどの復号化ができない結果となりました。これはHTTPSサーバ側の暗号化設定にて脆弱性検査等で見つかった弱い暗号化を使用しないようにしており、Firewall側で復号化機能の能力では対応できない暗号化通信が利用されているケースが多かったものと推測されます。今後の対応として、経路上以外での復号化方法や検出する方法の模索しており、一例として端末側にEndpoint Detection and Response (EDR)等を用いてどれほど暗号化された悪意ある通信や攻撃の検知・遮断が実現できるかを検証したいと考えています。 ※ 1   Google透明性レポートウェブ上でのHTTPS暗号化https://transparencyreport.google.com/https/overview
計算科学技術班
SELinuxをenforcingにしてみよう内藤茂樹
LinuxにはSecurity-Enhanced Linux (SELinux)が搭載さていることが多いかと思います。多くの方は無効化(disabled)かログを取るだけ(permissive)にしているのではないかと思います。でも、ウェプサーパぐらいだったら、enforcingのままでも簡単です。 CentOS7とapacheでの例で説明します。SELinuxがenforcingになっていると、ドキュメントルートにコンテンツを置いてもプラウザからアクセスできません。理由はSELinuxによってコンテンツへのアクセスが拒否されているからです。そのためアクセスを許可する設定をSELinuxで行う必要があります。実を言うとOSに標準のテンプレートが用意されていますので、ファイル毎に設定する必要はありません。ドキュメントルート等が標準設定ままなら、"restorecon -R /var/www"を実行するだけです。WordPressを使う場合、WordPressをインストール後に上記を実行します。WordPressはコンテンツをDBに格納し新しいファイルを作らないので、コンテンツを作成する度に実行する必要はありません。ただしWordPressのアップデート時にはファイルが作成されるため、一時的にpermissiveにするか“chcon”コマンドでwrite権限を設定する必要があります。
計算科学技術班
[3Ｄプリンタ出力サービス]開始松尾純一
分子科学研究所内ではこれまでも3Dプリンタによるものづくりが行われてきましたが、その次の段階として「3Dプリンタ出力サービス」を2018年の7月より計算科学研究センターにて開始しました。3Ｄプリンタに投入する3Ｄデータは形状そのものを表現するCADデータと違って小さな面（ポリゴン）の集合として形が定義されるためスーパーコンピュータによる計算機環境を提供してきたノウハウがそういったデータ加工に生かされます。出力するものによって熱溶解積層（FDM）方式のプリンタ、光造形方式のプリンタ、バインダージェッティング方式のプリンタを特性に合わせて使い分け、場合によっては複数の方式での出力物を組み合わせます。現在では、水溶性フィラメントの使用や、中空化、VRMLフォーマットのパージョン変換といったノウハウや技術を蓄積し下記のようなものを作ることが出来るようになりました。これからも3Dプリンタの活用方法や技術を模索し、もっと様々な出力依頼に応えられるようにしていきたいです。パインダージェッティング方式によるタンパク質模型光造形方式による台座FDM方式によるタンパク質模型
計算科学技術班

自分がログインできるLinuxマシンやRaspberri Piがさらに増えて100台近くになり、またWebサイトの数もDrupal ver. 7で構築したサイトが３０サイト、Drupal ver. ８のサイトが１５サイト、WordPressのサイトが数か所　存在するようになった。これらは何らかの更新が毎日リリースされるため、ほぼ毎日更新作業を行っていた。このアップデート作業に関連し、アップデートの有無を把握するために各LinuxマシンにインストールされているプログラムおよびDrupal / WordPressのプラグイン・拡張モジュールのデータをリストアップしていた。このリストアップするスクリプトを転用することで、同様のリストを、各Linuxマシン上に存在するユーザーアカウントや、自動起動させるサービス、プログラミング言語であるPHPに付随する拡張モジュール(PEAR)のパッケージについても作成・可視化する事ができた。リスト化すると、各マシンの差異が可視化され、必要・不要なプログラムの存在の有無や、マシン毎に若干異なる設定を認識しやすくなった。結果としてマシンのシェイプアップにつながった。現時点ではリスト化できた対象はまだ数少ないが、対象を増やすことで、マシンの設定調整の統一化・確認につながると考える。しました。
計算科学技術班
スパコン計算資源のさらに効率的な運用を目指して神谷基司
計算科学研究センターのスパコンにはおよそ２,000個のCPU(約40,000コア)と200枚ほどのGPUが稼働しています。このように非常に多くの計算資源が存在するのですが、研究者の方々からの需要もまた膨大です。その結果、繁忙期になると計算が実行開始されるまでに数日待つようなことも起きてしまいます。一方で、そのような実行待ちが発生している状況でも、小規模計算用の領域は混雑しているのに大規模計算用の領域には余裕がある、といった場合があったりもそのような無駄を少しでも改善するため、小規模もしくは短時間の計算については本来の割り当て領域の外でも実行できるようにシステム設定の変更を行いました。この設定変更は簡単そうに見えると思いますが、実際は非常に大変です。狙った通りに制御するため、計算種別ごとの優先度設定のような標準的な設定はもちろん、実在しないダミーのノードが存在することにしてシステムをうまく騙すようなマニュアル非記載の半ばパグのような挙動まで利用しています（当然ですが、他のところに悪影響が出ないことは確認しています)。これにより、混雑時にも以前よりも少しは効率的に計算資源を利用できるようになっています。せっかくのスパコンなので、少しでも効率的に利用できるようにさらなる改善を進めて行きたいと思います。もう少しくらいはがんばれそうな気もするので。
学術支援班
久しぶりの試験勉強 真市幹大
このたびヘリウム液化機を担当できるよう高圧ガス製造保安責任者の資格を得るようにとのお達しで久しぶりに試験勉強をすることになりました。大学を卒業して早幾年。すっかり勉強ともご無沙汰となり、脳みそは衰えるばかり。覚えるよりも忘れることの方が多い歳となってしまいました。しかし資格なしで扱うには危険な装置であることは百も承知。覚悟を決めて申し込みました。しかもこの試験は有料の講習を受けると受験科目が免除されるのですが、例年合格率が自分の受けた乙種では全科目受験すると３割程度なのが、科目免除されると７割に伸びます。甲種試験だと２割から９割に跳ね上がります。何かあるのではと疑いたくなります。ただし話をいただいたのがすでに講習の申し込み締め切り日だったため全科目受験することとなりました。試験が年に1回なので合格できないとまた来年ということになってしまいます。結果として乙種は甲種に比べれば簡単な方なので１ヶ月の詰め込み勉強で無事合格することが出来ました。しかしこれから山手に移るにあたりこれ以外の様々な資格も期待されており、この後も受験勉強は続くことになりそうです。学術支援班すぐやるか　内山功一私の所属する学術支援班二係は、主に研究所内の共通業務を行っています。しかしながらこれまで掲載していた記事は、改修工事など建物関連ばかりだったため施設系の業務がメインだと思われているかもしれません。この他にも、共通機器や備品の管理、イベントなどの人員支援、所員からの相談対応、トラプル等緊急案件対応といったことも行っています。これらの業務を日々こなしておりますが、建物関連を含む業務全般で即時対応案件が多い事に気が付きました。雨漏りや空調機トラプルなど建物関連の対応や、パソコンの不調や故障の対応、重量物運搬など、これらの案件は年間を通してそれなりの件数があります。これら案件に対応しているときふと「ああ、この部署はすぐやる課なのか」と納得しました。すぐやる課とは、「すぐやらなければならないもので、すぐやり得るものは、すぐにやります」をモットーに1969年10月6日に千葉県松戸市で設立された市役所の部署です。この部署の発案者は当時の松本市長であり、マツモトキヨシの創業者でもある松本清氏だそうです。この取り組みが有名になり、その後各自治体などでも同様の組織が発足していきました。実はこのすぐやる課が発足した1969年というのは私が生まれた年でもあります。私は運命論者ではありませんし少し大袈裟かもしれませんが、私にとって天職だったのかもしれません。分子科学研究所技術課Activity Report 2018発行年月2019年6月発    行  大学共同利用機関法人自然科学研究機構分子科学研究所　技術課〒444-8585愛知県岡崎市明大寺町字西郷中38番地デザイン原田美幸本誌記載記事の無断転載を禁じます大学共同利用機関法人 自然科学研究機構分子科学研究所 技術課  Activity Report  2018 〒444-8585　愛知県岡崎市明大寺町字西郷中38番地　https://tech.ims.ac.jp/ PE.ON support of the state of the state. 8 ΓOS  hoqəЯ γtivitoA