XFEL

実験ステーションの概要

光合成、光触媒、スピントロニクスなどの材料物質の機能は究極的には電子・スピン・格子間の相互作用によるナノ秒~フェムト秒のダイナミクスで支配されている。そのため、その機構解明は製薬やクリーン・省エネルギーの開発において重要であるが、これまでピコ秒より短い時間スケールにおける超高速な電子状態変化を観測するために必要な軟X線領域の光源が存在しなかった。

本事業では、数10フェムト秒の超短パルス特性を有するSACLAの軟X線ビームラインを主として用いて、光電子分光、軟X線吸収、非線形光学、軟X線回折、軟X線発光などの様々な軟X線領域の超高速時間分解分光法を総合的に開発する。そして液体・固液界面反応による電子状態変化や固体におけるスピン・軌道状態の超高速ダイナミクスを直接観測することによって、幅広い物質群における機能性と電子状態の関係を明らかにする基礎的研究を行う。

また、XFELのみならず、相補的な役割を担う軟X線レーザーやSPring-8を利用した時間分解分光を組み合わせることにより、ナノ秒~フェムト秒の広帯域における電子ダイナミクスを捉え、時間分解軟X線分光法を確立する。

参考文献

  1. S. Yamamoto, I. Matsuda,
    "Measurement of the Resonant Magneto-Optical Kerr Effect Using a Free Electron Laser"
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  8. Sh. Yamamoto, M. Taguchi, T. Someya, Y. Kubota, S. Ito, H. Wadati, M. Fujisawa, F. Capotondi, E. Pedersoli, M. Manfredda, F. Casolari, Maya Kiskinova, J. Fujii, P. Moras, T. Nakamura, T. Kato, T. Higashide, S. Iwata, S. Yamamoto, S. Shin, and I. Matsuda,
    "Ultrafast spin-switching of a ferrimagnetic alloy at room temperature traced by resonant magneto-optical Kerr effect using a seeded free electron laser"
    Rev. Sci. Instrum. 86,083901 (2015).

問合せ先

東京大学物性研究所 極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究所
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