タイコグラフィ位相回復法の高度化と回折限界軟Ｘ線集光の実現
| Project/Area Number |
17J04201
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Optical engineering, Photon science
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
竹尾 陽子 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 軟X線 / 集光 / ミラー / 波面計測 / 形状計測 / タイコグラフィ / 顕微鏡 / 超精密計測 / 集光素子 / 回転楕円ミラー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
軟X線は，X線の中で比較的長い波長（0.5 nm～10 nm）を持つ電磁波である．軟X線は，その帯域に軽元素のK吸収端や金属元素のL吸収端が多く存在し，物質の結晶構造，化学組成，電子状態，磁気構造を解析するうえで欠かせない．軟X線解析を行う際には集光素子を用いてビームを集約することが一般的である．集光素子の性能，即ち集光サイズやピーク強度，色収差の有無は，解析における空間分解能，感度，波長可変性に直結する．
軟X線の理想的な集光素子として，回転楕円ミラーが提案され，その作製プロセス及び集光システムの開発が進められてきた．軟X線ビームラインにおける回転楕円ミラーの集光性能の評価を続ける中で，3点の課題が明らかになった．第一に，ミラー中央部を通過する光のために利用効率が高くならないこと．第二に，ミラーの設置角度精度が0.1 μradと極端に厳しいこと．第三に，作製の過程で回転楕円ミラーの中心軸が弓状に撓むことである．これら課題に応えるために，リング集光ミラーと準ウォルターミラーからなる二段集光光学系（Motoyama, 2015）を設計した．リング集光ミラーの導入により第一の課題が解決し，回転楕円ミラーを準ウォルターミラーに変更することにより第二，第三の課題が解消された．
本光学系を検証するために，SPrin-8の軟X線ビームラインBL25SUにおいて集光実験を実施した．300 eVにおいて，鉛直・水平ともに200 nmの集光サイズと45%の利用効率が達成され，これらはミラーを用いた軟X線集光において画期的な値である．また，タイコグラフィ法に基づく波面計測を実施することで，ミラーの形状誤差を定量的に評価した．
構築した光学系の応用例として，タイコグラフィ法を用いたPt/Co薄膜試料の磁区観察を実施し，Line and Spaceで100 nmの分解能が確認された．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Soft x-ray nanobeam formed by an ellipsoidal mirror2020
Author(s)
Yoko Takeo, Akihiro Suzuki, Hiroto Motoyama, Yoshinori Takei, Takehiro Kume, Yusuke Matsuzawa, Yasunori Senba, Hikaru Kishimoto, Haruhiko Ohashi, and Hidekazu Mimura1Applied Physics Letters
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Journal Title
Applied Physics Letters
Volume: 116
Issue: 12
Pages: 121102-121102
DOI
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Peer Reviewed
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