QSTの実験装置

• 放射光から超高輝度14.4keVのγ線を発生する核共鳴分光装置を用いて、物質・材料の磁気相互作用、電子状態やスピン配列を局所的に調べることができる。
• 集光したメスバウアーγ線を用いて、試料の微小部の顕微分析や試料空間が10μｍ程度に限定される超高圧下の物質状態の研究を実施できる。
• 回折法を用いた結晶サイト選択的な磁気構造解析や斜入射配置のメスバウアー分光法を用いて機能性磁性薄膜を局所磁性探査できる。
• 鉄以外にニッケルを対象元素とした観察が可能。それ以外の元素については要相談。

利用例: 超高圧下の地球関連物質の化学状態分析、金属薄膜の表面界面の局所磁性探査等。

• 入射Ｘ線、散乱（発光）Ｘ線の双方のエネルギーを0.1 eV程度のエネルギー分解能でＸ線分光実験が可能な装置。
• 通常のXAFSよりも高エネルギー分解能のXAFS（HERFD-XAFS）やＸ線発光分光（XES）により、触媒等の詳細な電子状態のその場観察実験が可能。
• ４軸回折計配置で共鳴非弾性Ｘ線散乱（RIXS）により、強相関電子系物質等の電子励起の運動量依存性が測定できる。
• 試料温度は10 Kから800 Kまで。

利用例：遷移金属化合物における電荷・スピン・軌道励起の観測、触媒や電池電極材料のオペランド電子状態解析。

• 半導体ヘテロ構造や多層膜、半導体量子ドット結晶やナノワイヤなどの成長過程について、原子が一層ずつ積み上がってゆく様子を、表面X線回折法によってリアルタイム観察できる装置。
• 原子状窒素を利用する分子線エピタキシー法により、GaNやInNなどの窒化物半導体の成長を行うことができる。
• 良質な電子材料の作成をサポート。

利用例：半導体量子ドット、半導体多層膜の成長過程のリアルタイム解析。

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• 微小結晶粒（粒径：数十nm～数μm）を対象に、形状だけでなく、電子顕微鏡では観察が困難な内部構造（歪分布や欠陥、空洞、ドメイン等）を非破壊で３次元可視化できる装置。
• 硬X線領域のブラッグ反射を用いたコヒーレントX線回折イメージング法を利用する。
• 各種ナノ材料の評価をサポート。
• 試料温度は室温～1100℃の範囲で設定可能。その他の試料環境制御は要相談。

利用例：100～500 nm級チタン酸バリウムナノ結晶粒子一粒の3次元可視化、40 nm級パラジウムナノ結晶粒子一粒の3次元可視化。

• 高圧高温下での材料の状態変化や反応の進行を、白色X線を用いたエネルギー分散型X線回折法によって観察できる装置。
• 圧力10万気圧まで、温度2000℃程度までの発生が可能。
• 材料の高温高圧合成をサポート。
• 10万気圧、1000℃程度までの超高圧高温の水素雰囲気発生もでき、高温高圧下の金属水素化反応のその場観察による新規水素貯蔵材料の探査に活用されている。

利用例：高圧下での金属水素化物形成過程のその場観察。

• 結晶の平均構造からのずれや局所構造を評価できる原子2体分布関数（PDF）の導出に必要な測定を高速に行う装置。
• 最高70 keVの高エネルギーX線の利用により、最大Q = 27 Å^-1までのX線全散乱測定が可能であり、約100 Åまでの距離相関のPDFが導出可能。
• 窒素吹付冷凍機を用いた低温測定、および、1 MPa未満の水素と窒素ガス雰囲気でのその場観察が可能。
• 計測一点につき数秒～数分で実施できる。

利用例：水素貯蔵合金、負の熱膨張材料など。