2009 Fiscal Year Annual Research Report
外場刺激による表層分子トポロジー可視化システムの構築
| Project Area | Coordination Programming - Science of Molecular Superstructures for Chemical Devices |
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21108004
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| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute |
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Principal Investigator |
佐々木 園 Japan Synchrotron Radiation Research Institute, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (40304745)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増永 啓康 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (50398468)
小川 紘樹 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (00535180)
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| Keywords | 有機分子組織体・高分子薄膜材料 / 表層分子トポロジー / 微小角斜入射小角・広角X線散乱 / 放射光マイクロビーム / 大型放射光施設SPring-8 / 局所構造の可視化 |
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| Research Abstract |
本計画研究は、有機分子組織体・高分子のための外場刺激による表層分子トポロジー可視化システムの構築を目的としている。研究代表者・分担者が大型放射光施設SPring-8(独立行政法人理化学研究所、兵庫県佐用町)の共用小角散乱ビームラインで構築した放射光微小角斜入射小角・広角X線散乱(Grazing-incidence small-angle and wide-angle X-ray scattering (GISWAXS)計測システム1-3にアンジュレータBLでのマイクロビーム技術を融合させた、有機分子組織体/高分子局所構造計測システムの構築を行なう。この新規計測システムを用いることにより、薄膜・表面そしてバルク試料の分子凝集構造の時間・空間依存性を分子からドメインスケール(数Å～数百nmスケール)で検討することが出来る。今年度は、基本計測システムの光学系を設計・製作した。
マイクロビーム成形用に、フレネルゾーンプレート(FZP)を用いた回折集光光学系を設計した。μmオーダーの位置精度で光学素子を設置・調整し、効率良く数μmφの極小ビームの光軸調整が出来るように工夫した。上流から、仮想光源用スリット、センタービームストップ(CBS)、FZP、Order selecting aperture (OSA)、ガードピンホールを配置し、それらの下流にサンプル(薄膜用ステージ等)と検出器等を順次設置する。仮想光源のサイズを変えることで光のサイズと明るさを調整可能で、約1～10μmφ程度のマクロビームを成形することが出来ると考えている。また、集光光学系を採用したため、局所領域からでもS/Nの良い散乱強度データを短時間で収集出来ると予想される。これまでに、有機分子組織体/高分子局所構造計測システムの大まかな設計を終え、光学素子・機器の発注・仮組み付けを行った。光学素子や試料に対するX線ダメージの軽減や試料アライメントシステムの高速化を図るための検討も行った。基本計測系の立ち上げは来年度を予定している。
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