【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24MS3006
利用課題名 / Title
アミノ酸薄膜試料表面の形状分布計測
利用した実施機関 / Support Institute
自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
有機分子,薄膜,微細構造
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
小林 政弘
所属名 / Affiliation
核融合科学研究所研究部
共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes
高田 紀子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
地球上の生命におけるホモキラリティの宇宙起源説を検証するために、星形成領域で観測されている円偏光を模擬してこれをアミノ酸試料に照射しその光学活性を調べている。本課題では特に有機分子の吸収が大きくなる真空紫外の円偏光に着目している。放射光施設において真空紫外域の円偏光を生成し、これをラセミ体のDLアラニン薄膜に照射する実験を行っている。真空紫外域の光はアミノ酸の吸収が大きくなることに加えて、アミノ酸分子の電離電圧に相当するため、光学活性以外の効果が予想される。そこで、本研究課題では基板上に蒸着されたアミノ酸薄膜の表面微細構造を段差計にて測定した。
実験 / Experimental
直径20㎜、厚さ1mmのCaF2基板上に真空蒸着にてアミノ酸（DL－アラニン）薄膜（膜厚～100nm）を生成した。分子科学研究所のUVSOR BL1Uで真空紫外円偏光を生成し、これをアミノ酸薄膜に照射した。ビームフラックスは~1015 photons/secで、右、左円偏光を時間積算で異なるフルエンス（１，２，３倍）で照射を行った。照射後の薄膜試料の表面構造を分子研機器センターの段差計にて計測した。
結果と考察 / Results and Discussion
蒸着したアラニン薄膜の膜厚は、蒸着した試料の量に従って厚くなっていることが確認された。具体的には、40、60、80mgのアラニン結晶を蒸着した場合に、それぞれ約700, 1100, 1300nmの結果が得られた。これらの値は蒸着時に水晶振動子を用いて計測した値よりも2倍程度大きな値となっている。理由として、水晶振動子はアラニン結晶を仮定した密度を用いて測定しているが、実際の膜はアモルファス状であり、密度に違いがあるためと考えられる。また、円偏光を照射した領域では膜厚が大きく減少していることが分かった。円偏光のエネルギーがアラニンの電離電圧より大きいため、照射によって一部のアラニン分子がfragmentとして離脱したものと思われる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・共同研究者：清水康平、加藤政博（分子研）、松尾光一（広島大学）、癸生川陽子、小林憲正（東京科学大学）
・2024年度 自然科学研究機構 生命創成探究センター特別共同研究「生命における対称性の破れの起源の探査：宇宙起源シナリオの探求」課題番号：24-S5
・科学研究費 挑戦的研究（開拓）「放射光源と磁場閉じ込め装置を用いた宇宙生命起源の探求と核融合科学の新展開」22K18272
・分子科学研究所 所極端紫外光研究施設 UVSOR 24IMS6801
・高田紀子様（分子研機器センター）の技術支援に感謝いたします。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Masahiro Kobayashi, Emergence of Optical Activity and Surface Morphology Changes in Racemic Amino Acid Films Under Circularly Polarized Lyman‐α Light Irradiation, Chirality, 36, (2024).
DOI: https://doi.org/10.1002/chir.70004
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- M. Kobayashi et al., “Emergence of Optical Activity and Surface Morphology Changes in Racemic Amino Acid Films under Circularly Polarized Lyman-α Light Irradiation”, The 7th ExCELLS Symposium, 30-31 January, 2025. Okazaki, Japan.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件