水平型中性子反射率計の開発と高分子界面のナノ構造解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11355037
• Research Institution: University of Shiga Prefecture
• Principal Investigator: 山岡 仁史 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (80026004)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松下 裕秀 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60157302) ; 柴山 充弘 東京大学, 物性研究所, 教授 (00175390) ; 古坂 道弘 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60156966) ; 松岡 秀樹 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40165783) ; 高原 淳 九州大学, 有機化学基礎研究センター, 教授 (20163305)
• Keywords: 中性子反射率 / 高分子界面 / 高分子表面 / 水面単分子膜 / 高分子融体 / ナノ構造

Research Abstract

高分子/高分子界面、水面上の高分子組織体、あるいは高分子融体表面のナノ構造を研究するために不可欠な装置である水平型中性子反射率計を設計、製作し、高エネルギー加速器研究機構・物質構造科学研究所の中性子実験施設に設置した。この水平型中性子反射率装置はARISA(Advanced Reflectometer for Interface and Surface Analysis)と名付けられ、測定可能なQレンジは、0.008-0.7Å^<-1>と広範囲にわたり、ダイナミックレンジも6-7桁となることから、自由表面・界面だけではなく、磁性・超伝導薄膜などのハードマターの研究にも十分に対応できる基本性能をもつ装置であることが確認された。
本装置の特徴は、スリットにボロンカーバイドを用い寄生散乱を極力抑えるとともに、エッジ部分には設置部位に応じて微妙な傾斜角を付けて反射による迷光を防ぎ、高い分解能が得られるように製作したことである。さらに、試料部のみならずスリットなどの光学系一式を最新式のピエゾ式アクティブサス除振台上に設置し、試料界面の振動を防ぐと同時に、光学系と試料部の相対位置が常に厳密に保たれるように工夫した。また、試料ステージの上には、試料環境オプションとして表面圧の制御ができる液体トラフ、および約200℃までの昇温が可能な高温融体セルが取り付けられるようになっており、様々な自由表面や界面に関する新規なナノ構造解析が可能な実験装置を製作することに成功した。

Research Products

• [Publications] A.Takahara: "Surface Aggregation Structure and Surface Mechanical Properties of Binary Polymer Blend Thin Films"Macromol.Symp.. 159. 89-96 (2000)
• [Publications] Y.Matsushita: "Interfacial Structure of Triblock Copolymers and their chain conformation in bulk"J.Phys.Chem.Solids. 60. 1279-1284 (1999)
• [Publications] N.Torikai: "Interfacial Structures of Block and Graft Copolymers with Lamellar Microphase-separated Structures"Physica B. 283. 12-16 (2000)
• [Publications] 山岡仁史: "新規両親媒性高分子のミセル形成挙動"表面. 38(2). 25-38 (2000)
• [Publications] H.Matsuoka: "Direct in Situ Observation of a Lipid Monolayer-DNA Complex at the Air-Water Interface by X-ray Reflectometry"Langmuir. 15(16). 5193-5196 (1999)
• [Publications] M.Shibayama: "Static Inhomogeneities and Dynamics of Swollen and Reactor-Batched Polymer Gels"J.Chem.Phys.. 112. 442-449 (2000)