ジエステル型カチオン界面活性剤 (DE：di[tallowethylester]dimethylammonium chloride) は代表的な柔軟基剤であるが、一般的に分散剤として塩やノニオン界面活性剤の添加が行われる。しかしこれら添加物による DE 水溶液内の膜構造に与える影響については不明な点が多い。さらに、ベシクル/平板ラメラ転移が洗濯槽内での流動場によっても生じることが報告されており、ノニオン界面活性剤添加効果と同時に流動場による影響も含めて調べることが重要である。そこで本研究では添加物としてのノニオン界面活性剤に注目し、DE 水溶液にノニオン界面活性剤
C₁₂E_n [C₁₂H₂₅(OC₂H₄)_nOH] を添加した際の水溶液内の希釈構造を明らかにすることを目的とした。

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　In-situ powder X-ray diffraction patterns of two sample mixtures of elemental Cs and molecular hydrogen in a diamond anvil cell were recorded using synchrotron radiation at elevated pressure and temperature. The formation of several mixed phased molecular complexes was evident. In one sample, the X-ray diffraction pattern recorded at 6.7 GPa showed a remarkable resemblance to that of the clathrate hydrate structure by a full-pattern refinement. For both samples, successive structural transformations were observed with increasing pressure and temperature, upon laser heating. Apart from unreacted H₂, Raman measurements on the second sample revealed a new H₂ mode in the vibronic spectral range. The pressure variation of the second vibronic branch is consistent with H₂ molecules trapped in an encaged environment.

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　高度好熱菌由来セリンヒドロキシメチル基転移酵素の溶液に、グリシンと基質アナログである5-メチルテトラヒドロ葉酸を加えると、キノノイド中間体による吸収が見られる。我々は、キノノイド中間体構造を原子分解能で得ることを試みたが、ホモダイマーの片方の活性部位にのみ基質アナログが結合した構造しか得られなかった。また、結晶のスペクトル測定においてもキノノイド中間体の割合が少ないことが示唆された。

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　酸素分圧を 50%、14.2% および 8.3% にすることで、O/Nb = 2.5、2.1 および 1.4 である非晶質酸化ニオブ (a-NbO_x) 薄膜を得た。薄膜内の水分量は、O/Nb = 2.5 を基準にすると、O/Nb = 2.1 および 1.4 は、それぞれ 1/10 および 1/20 と少量であった。各 a-NbO_x の構造モデルを得るために、高エネルギーＸ線回折 (HEXRD) 測定によって得られる構造因子ならびに、広域Ｘ線吸収微細構造 (EXAFS) 振動を拘束条件とした逆モンテカルロ法 (RMC) シミュレーションを試みた。RMC モデルより、NbO_n の連結は O/Nb 比が減少する程、密になる傾向が示唆された。O/Nb = 2.5 は全体積の約半分が空洞であり、薄膜内に水分が入りやすい構造をしていることが示唆された。

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　インジウム・スズ酸化物の粉じんおよびミストに曝露された作業者の毛髪汚染を調べるため、毛髪断面のマイクロビーム蛍光Ｘ線分析を行った。インジウムとスズは毛髪表皮であるキューティクル領域に局在していた。インジウム取扱い作業者の毛髪に検出されるインジウムは、体内からの移行による蓄積ではなく、作業場空気中粉じんの毛髪外部付着によることが示唆された。インジウムとスズは洗髪後もキューティクルに残存していた。

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　歪んだ環構造であるが芳香族性を示す π 電子系化合物である「1,2-ジゲルマベンゼン」の結合様式、および６員環の π 電子雲の分布、特に歪んでいると考えられる Ge=Ge 結合の π 電子雲、それにつながる Ge−C の電子雲を、単結晶Ｘ線電子密度分布解析により実験化学的に解明することを目的とし実験を行った。解析の結果、Ge 上に局在化した電子密度が観測された。一方で、Ge 間に結合電子に由来する電子密度は観測されなかった。

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　高分解能Ｘ線 4D-CT 法を用いたゴム破壊過程の観察手法の条件検討を実施した。その結果、視野サイズ 2.2 mm x 0.5 mm、空間分解能 1.1 µm/pixel にて、伸張とともにゴム内部に数 µm～数十 µm のボイドが発生し、伸張後期にボイドが連結する様子を鮮明に捉えることができた。

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　Fe²⁺ と Fe³⁺ が共存する混合原子価化合物 LuFe₂O₄ は、電荷秩序を起源とする電気分極と自発磁化を合わせ持つマルチフェロイック物質である[1]。磁気秩序温度 (約 250 K) 以下では 10 T に及ぶ巨大な磁気ヒステリシスが観測され、誘電性が保磁力に与える影響に興味が持たれている。本研究では軟Ｘ線磁気円二色性測定を行い、最大 29 T の磁場反転に対して非対称な磁気円二色性スペクトルを観測した。この結果は、ドメイン境界に磁化反転を抑制する固着した磁気構造の存在を示している。

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　世界で初めて合成された、三配位ゲルマノン (>Ge=O 化合物) における Ge=O 結合の結合様式を、多極子展開法による電子密度分布解析により実験化学的に解明することを目的で実験を行った。比較のために前駆体であるゲルミレンの測定も行った。ゲルマノンについては、測定前に水和反応により、試料がゲルマンジオールに変化していた。ゲルミレンについては結晶性の劣化のため、電子密度解析に十分なデータが得られなかった。

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　高速Ｘ線1分子追跡法（DXT 法）を用い、酵素反応時のタンパク質動態解析を試みた。金ナノ結晶をラベルした銅・亜鉛スーパーオキシドディスムターゼ（SOD1）を基板に固定し、基質であるスーパーオキシドラジカルを発生させる条件と発生させない条件で DXT 測定を行うことで、酵素反応時の SOD1 タンパク質の動態解析を行った。その結果、SOD1 が酵素活性を発揮するときに回転運動が活性化する可能性が示唆された。

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　リチウムナイオベート型酸化物、LiTaO₃ を母体とした固溶体における研究から、同じ構造を持つ CuTaO₃ の相転移温度が室温近傍であることが予想された。そこで、CuTaO₃ を合成し、放射光を用いて結晶構造の温度変化を調べることで、相転移温度の決定を試みた。その結果、200 K～423 K の温度範囲では相転移に伴う結晶構造の明確な変化は観察されず、また 423 K より高温では分解した。以上のことから CuTaO₃ は分解温度以下で相転移しないことが明らかとなった。

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　強いスピン-軌道相互作用を持つ金属と強磁性体との界面がスピントロニクスの舞台として注目を集めている。本研究では非磁性体金属 SrIrO₃ と強磁性金属 SrRuO₃ との間の磁気的相互作用の符号を Ir L 吸収端でのＸ線磁気円二色性（XMCD）により測定した。Sr(Ru,Ir)O₃ 混晶薄膜の Ir サイトに誘起されたモーメントは SrRuO₃ と逆向きで、先行研究における SrIrO₃/SrRuO₃ 界面と同じ符号を得た。このことは磁気近接効果に対する超交換相互作用の寄与を示唆している。

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　超高圧高温下の直接変換焼結により得られるナノ多結晶ダイヤモンド（NPD）は、単結晶ダイヤモンド（SCD）を凌ぐ高い硬度、強度をもつため、次世代の切削工具や耐摩工具の他、SCD を超える超高圧発生用ダイヤモンドアンビルとして期待されている。これらの用途への展開のためには、NPD の高応力下における変形や破壊挙動、弾性特性の把握が重要である。本研究では、放射光を用いた高圧力下の in-situ Ｘ線回折により、各種 NPD の高応力下の弾性特性の挙動を定性比較した。その結果、せん断応力場においては、組織の微細化（~30 nm 以下）により NPD の体積減少率が増大する傾向が見られた。これは、構成粒子の超微細化により NPD の弾性変形性が向上（低弾性率化）することを示唆する。

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　グラム陰性細菌の C1 資化性脱窒菌 Hyphomicrobium denitrificans は、その細胞内ペリプラズム域においてメタノール酸化反応から得た電子を嫌気呼吸の一種である異化的硝酸還元（脱窒）系へ効率よく伝達することで生命活動維持に必要なエネルギーを得ている。本研究では、そのペリプラズム内におけるタンパク質分子間電子伝達ネットワークのハブ分子として中心的な役割を担う Cytochrome c₅₅₀（Cyt c₅₅₀）の結晶構造解析を行った。また、同様の機能を持つ分子として先行研究により同定済みのブルー銅タンパク質との構造的比較も行った。

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　レーザー溶接は、照射領域が非常に小さく、制御も簡便であることから様々な金属材料に対してすでに実用化されている。本研究では実用化が期待されている異種材料レーザー溶接の課題の1つである、加工影響部付近のひずみ・応力・変形等について高エネルギー放射光Ｘ線回折法により評価した。

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　純水による抽出法を用いて分画された小麦タンパク質グルテニンの濃厚水和凝集体について超小角Ｘ線散乱（USAXS）測定を行い、添加する食塩水の食塩濃度変化に伴うナノ－サブマイクロメートルスケールでの構造変化を追跡した。小麦のもう一方の主要タンパク質であるグリアジンにおいては、添加する食塩濃度の変化に依存して凝集体中の疎密構造に基づく密度ゆらぎの顕著な変化が見られたが、グルテニンにおいては食塩濃度の変化による散乱曲線の大きな相違は観察されず、グルテニンの凝集構造に対する食塩の影響はグリアジンと比較して小さいことが明らかとなった。

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　Pd–Pt ナノ粒子元素分布と CO 酸化挙動の関係を調べるため、operando Ｘ線吸収分光分析を行った。今回用いた Pd–Pt ナノ粒子は CO–O₂–NO 気流中、423–773 K の温度域で Pd が表面濃化した元素分布を維持した。CO–O₂–NO 気流中での Pd–Pt/Al₂O₃ 試料の CO 酸化挙動は、473 K 以下の低温域で Pt/Al₂O₃ 試料に、673 K 以上で Pd/Al₂O₃ 試料にそれぞれ近い値を示した。CO–O₂–NO 気流中の Pd–Pt/Al₂O₃ 試料は、少なくとも低温域でバイメタリック効果を発現すると考えられる。

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　化粧品の有効性を評価することを目的として、現在様々な試験が行われているが、真皮における「コラーゲンの質」を評価する方法は十分に確立されていない。我々はこれまでに、線維芽細胞の広角・小角Ｘ線散乱を測定し、これに含まれるコラーゲンの三重らせん構造、分子間距離、長周期構造に由来する散乱について観察してきた。本研究では、老化させた線維芽細胞について観察することにより、コラーゲンに由来する散乱が細胞老化に伴い変化するかを検討した。その結果、継代培養を繰り返して老化させた線維芽細胞においては、若い細胞と比べてコラーゲンに由来する散乱の強度が低くなったものの、観察される散乱に変化は見られなかった。しかし、最も老化させた線維芽細胞においては、これらのコラーゲンに由来する散乱とは異なる散乱が観察された。一方、5-ブロモデオキシウリジンを処理して細胞老化を誘導した線維芽細胞では、散乱の変化は見られなかった。

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　ブリーチ処理に伴うキューティクルの細胞膜複合体 (Cell Membrane Complex, CMC) の構造変化をマイクロビーム小角Ｘ線散乱 (µ-SAXS) を用いて解析し、毛髪の水分吸脱着挙動との関係を検討した。ブリーチ処理によって水分蒸散率が増加する傾向がみられた毛髪を用いて µ-SAXS 測定を行った。その結果から、長時間のブリーチ処理によってキューティクル CMC の脂質層 (β 層) の構造規則性が崩れていく変化が見いだされた。また、明確な構造規則性の崩れには至らない比較的短時間のブリーチ処理でも、β 層の層厚の低下が検出され、水分蒸散率はこのような β 層の層厚低下とともに増加する傾向が確認された。従って、キューティクル CMC の β 層の層厚は、毛髪内水分の拡散速度に寄与していると示唆された。

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　アークプラズマ（APD）法によって作製した白金/カーボン（Pt/C）系触媒は、優れた触媒活性を発現する新規固体高分子形燃料電池カソード触媒として注目されている。この触媒における高活性要因に関する新たな情報を得ることを目的として、硬Ｘ線光電子分光実験を行い、構造と電子状態を調べた。担体としてグラッシーカーボン（GC）を用いた Pt/C 系触媒に対して C 1s と Pt 3d スペクトルを収集して電子構造を解析し、APD 条件/担持条件の違いが及ぼす影響を検討した。C 1s スペクトルの成分分析により、APD 法による触媒担持プロセスにおいて、GC 担体の一部が、ダイヤモンド構造への変形を示唆する結果を得た。また、Pt 3d のピークが高結合エネルギー側に位置することを確認し、担体と Pt が強く結合している可能性を見出した。APD 法による構造変化を伴う強固な Pt-C 触媒担体相互作用が、高活性要因の一つと考えられる。

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　縦型 GaN パワーデバイスは大電力動作が可能であり、大電流容量への適用のメリットがある。ただし耐圧確保の課題が残っており、素子内に悪影響を及ぼす転位が含まれないことが求められる。今回、ポイントシード法による種結晶を用いた Na フラックス法によって、GaN 基板の高品質化と大口径化を同時に試みた。放射光トポグラフィを用いて非破壊で転位密度を評価し、市販のハイドライド気相成長基板よりも1桁低い転位密度であることが分かった。

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　GaInN/GaN 量子井戸構造のピエゾ電界を評価するため、硬Ｘ線光電子分光とスペクトルシミュレーションを組み合わせた評価手法を構築した。また、Ｘ線回折による結晶構造解析を用いて GaInN 層の In 組成を見積もり、構築した解析手法により見積もられるピエゾ電界との相関を調査した。緑～橙帯発光の試料では、GaInN 層の In 組成が増加するにつれてピエゾ電界が増加する傾向が確認された。一方で、赤帯発光の試料では橙試料と比べてピエゾ電界が低下することがわかった。これは GaInN 層の格子歪の緩和の影響が大きくなることに由来すると考えられる。

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　窒化物半導体 LED（Light Emitting Diode）の特性向上において、発光層である InGaN の局所構造を把握することは非常に重要であり、これまでも XAFS（X-ray absorption fine structure）法による解析が進められてきた。一方、InGaN/GaN 超格子中の Ga 原子周辺の局所構造解析は GaN バッファー層の影響が大きく、超格子中に存在するGa原子のみの局所構造を解析することは困難である。そこで、結晶学的サイト選択性を有する DAFS（Diffraction anomalous fine structure）法を利用し、窒化物半導体の測定を試みた。今回は予備検討として、AlN バッファー層上に成長した AlGaN 層を測定し、蛍光 XAFS 法で解析した結果と比較することにより本手法の可能性を検討したので報告する。

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　β-Ga₂O₃ 単結晶基板中に存在する結晶欠陥の種類や構造に関する知見を得るため、放射光Ｘ線トポグラフィによる測定を実施した。その結果、<010>に平行なバーガースベクトルを有する転位もしくは積層欠陥が測定領域全体に高密度に存在していることが分かった。これらの結晶欠陥はさらに、バーガースベクトルの大きさの異なる2種に分類されるものと考えられる。これらに加えて、回折ベクトル g = 4‾06、8‾24 のいずれにも垂直でないバーガースベクトルを有する2種類の結晶欠陥が存在することが分かった。これらの結晶欠陥は前述のものよりも密度が低く、測定領域内に不均一な密度で存在していた。

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　窒素ガス吹付冷凍装置を用いて −40℃ 以下でＸ線 CT 観察を行ったときに、霜が測定結果に与える影響を確認するために、−50℃ に試料を冷却しながら CT 測定を行った。37 keV のＸ線を使用し測定時間約 25 min で測定した CT 像の画素値に霜の影響はなかった。

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　SACLA-XFEL 光を超短パルスＸ線光源として用いるＸ線回折像計測装置を開発し、気相試料 CCl₄ の時間分解Ｘ線回折計測を試みた。その結果、s = 1.2 ~ 6.2 にわたるＸ散乱線強度分布曲線の測定とフェムト秒レーザーパルスに対する遅延時間に依存して変化するＸ散乱信号の観測に成功した。本実験で用いた SACLA-XFEL 光、試料ガスの条件において、10,000 ショットの積算で 1% 程度の統計誤差を持つＸ線散乱強度分布が得られることが示された。

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