2004 Fiscal Year Annual Research Report
生体微細構造観察用ウォルターミラー軟X線位相差顕微鏡の開発
| Project/Area Number |
16206007
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
青木 貞雄 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (50016804)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 淳一 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 助教授 (10361320)
渡辺 紀生 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (80241793)
|
|---|
| Keywords | X線顕微鏡 / 位相差顕微鏡 / ウォルターミラー / 軟X線 / 位相板 / X線結像光学 / レーザープラズマ / 生体試料 |
|---|
| Research Abstract |
生体試料の微細構造観察のために、可視光に比べて2桁以上も波長の短い軟X線顕微鏡の利用を考え、分解能の向上を図ることにした。生体試料の観察においては、生体中の主成分である水と他の有機成分との画像コントラストを得ることが最も重要である。幸い、波長2.3nmから4.4nmに至る軟X線領域は水と有機物の吸収の差が1桁近くあり、画像のコントラストが得やすい。しかしながら、分解能が向上するにしたがい、吸収コントラストが低下してしまう。このコントラストの低下を補う方法として、位相差を画像化する方法を提案した。
光学系は、レーザープラズマ軟X線源、照明用集光ウオルターミラー(縮小率4分の1)、大気試料室、拡大用対物ウオルターミラー(拡大率50倍)、位相板および検出器から構成される。
本年度は、従来真空中に配置していた試料室を大気中に設置する光学系を開発した。試料室と真空光学系との仕切り用の窓には0.1ミクロン厚のSiNを利用した。軟X線の透過率は窓および大気の吸収により真空光学系に比べ、25%に低下した。この窓は可視光にも透明で光軸調整を容易にした。倍率の向上のために50倍の数値制御旋盤を利用してウオルターミラーを新たに試作した。面粗さ7nm、形状精度約0.5μmを得、軟X線結像の結果サブミクロンの分解能を得た。
軟X線位相差顕微鏡は、直接光(0次光)と回折光との間に4分の1波長分の位相差を与え、透明物体の画像コントラストを向上させる手法である。軟X線用の位相板の素材候補としてPMMA(ポリメチルメタアクリレート)を検討した。位相板は大きさ約9mm径、幅20μmの輪帯状の薄膜である。本年度は、膜厚制御ならびに微細加工の可能性を探るために、パターンをガラス基板上に光リソグラフィによって試作した。スピンコートによる膜厚の定量的な製作を試み、位相板としての可能性を検討した。
|
