研究手法

軟X線領域での共鳴X線散乱

　上述のようにRXSは、元素の吸収端を利用することで、 元素だけでなく、その軌道選択的に電子状態の周期構造を 調べることができる実験手法である。 従って、観測したい元素・軌道を指定すると、実験に利用するＸ線エネルギーは 必然的に決まる。その結果、硬Ｘ線を利用した実験だけでは、 観測できる電子状態が限られてしまう。例えば、3d遷移金属酸化物は、超伝導、巨大磁気抵抗効果、 巨大電気磁気効果など多彩な物性を発現し、注目されている系である。 ここでは、3d電子状態の持つ電子自由度である電荷・軌道・スピンの 多様な振る舞いが、多彩な物性の起源であることが解明されつつある。 従って物性発現の微視的な解明には、3d電子状態の観測が、 本質的に重要と言える。 硬Ｘ線領域でのRXSでは、3d遷移金属のK吸収端を利用することができ、 電荷・軌道秩序の研究が行われてきた。 しかしながら、K吸収端は1s→4p遷移であり、 4pの電子状態は観測できるが、3dの電子状態そのものの観測はできない。 （K吸収端でも四極子遷移過程を使うことで、 3d電子状態を観測することができるが、非常に弱い。）一方、L_2,3吸収端は2p→3d遷移であり、 3dの電子状態が直接的に観測できる。 さらにK吸収端では微弱な共鳴磁気散乱が、 L_2,3吸収端では非常に強く観測されている。 このような背景もあり、軟Ｘ線領域(200 eV < E < 5000 eV)での RXS実験を推進している。

　またSPring-8が稼働している現状では、軟Ｘ線領域で輝度でなく強度を利用した研究が、 PFならではの研究の１つと言える。 加えて、次期光源の建設の話が出ているが、そちらで利用可能となる 世界最高レベルの軟Ｘ線の光を使った先端的研究展開を考える上でも、 軟Ｘ線領域での回折・散乱実験は重要と考えている。

これまでに建設してきた共鳴軟Ｘ線散乱実験用の真空中Ｘ線回折計群は、こちら。