2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of 3D micro spectroscopic XRF imaging method
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17H03080
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
辻 幸一 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (30241566)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 蛍光X線分析 / 元素イメージング / 全視野型 / 2次元検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2次元検出器に対してフォトンカウンティング解析を行うことで、各ピクセルでＸ線のエネルギー解析を行い、結果的に蛍光Ｘ線元素イメージングが可能な装置を開発し、以下の改良研究を行った。この装置において、前年度に購入したテーパー付きのポリキャピラリー集光レンズを導入した。つまり、従来の直線型の素子ではなく、入射面と出射面の面積が異なるテーパー付きのポリキャピラリー素子を設計し試作した。試料とポリキャピラリー素子間の距離を調整することで、分析視野が拡大できることを実証した。さらに、１次Ｘ線の入射角を斜入射角度近くで精密に制御することで、表面敏感な元素イメージングが可能であることをいくつかの薄膜試料に対して実証した。一方で、蛍光Ｘ線元素イメージングの空間分解能の向上を考えるときに、ハード面、つまりＸ線2次元検出器のピクセルの大きさなどには限界がある。そこで、得られた画像の解像度を改善すべく、圧縮センシング技術を用いた超解像化について研究を進めた。つまり、実測された低解像画像から本来の姿に近い高解像画像を得るプロセスを考案し、この実証実験にも成功した。この手法を電子デバイスの元素分布像に適用し、解像度が改善する結果を得ることができた。
関連して、試料内部の元素分布を可視化するための１つの手法として、新たに共焦線蛍光Ｘ線分析法を提案し、装置の試作、分析特性の評価、実試料への応用を実施した。研究代表者らが取り組んできた共焦点3次元蛍光Ｘ線分析法の知見を活かして、ダブルスリットを用いて線状のＸ線ビームを作製し、同様に、検出側には線状で分析視野を制限した。結果、試料内部を含めた3次元空間において線状の分析箇所の分析が可能であることを実証した。共焦点方式と比較しての利点は、分析領域が広いことであり、均質な相構造を有する試料の場合には有効な手法であることを確認した。
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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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