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2009 Fiscal Year Annual Research Report

硬X線Sub―10nmビーム形成と顕微鏡システムの構築

Research Project

Project/Area Number 18002009
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

山内 和人  大阪大学, 工学研究科, 教授 (10174575)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三村 秀和  大阪大学, 工学研究科, 助教 (30362651)
KeywordsX線ミラー / X線集光 / 超精密加工 / X線顕微鏡 / X線自由電子レーザ
Research Abstract

本研究を推進した結果、1次元集光においてSub-10nmサイズの硬X線集光を達成した。平成21年度からは、最終年度の顕微鏡応用に向けて硬X線2次元集光システムの確立と顕微鏡システムの構築が目標となる。本年度は多層膜ミラーの高性能化、2次集光化に伴うビームプロファイル法の高度化を実施した。平成21年度では以下の成果を得た。
1.作製した硬X線多層膜ミラーをSPring-8における反射率計測により精密に評価し、その知見をもとに成膜条件の最適化を行った。その結果、80%以上の十分な反射率を得ることが可能な成膜条件を見出した。2. 1枚の波面補正ミラーの作製し集光システムの改良も実施し2次元での入射波面補正を可能にした。3.2次元での波動光学シミュレーションを完成させ、2次元集光ビームの強度分布の方法を考案した。実験の結果、考案した方法は硬X線2次元集光ビーム計測と2次元集光アライメントに対して適応可能であることを確認した。4. 開発した硬X線集光システムに対して蛍光X線および散乱X線を検出するディテクターを搭載し顕微鏡システムを完成させ、蛍光X線シグナルを取得可能であることを実証した。5. KBミラーによる実現される集光ビームのコヒーレント回折顕微鏡への導入を行った。
平成21年9月22日~9月24日にかけてX線ミラーに関する国際ワークショップを大阪大学で主催し、国内外約100名(海外50名以上)が参加した。本ワークショップにおいて広く本研究内容と成果を公表し、プロシーディングとしてX線ミラーの特集号をNuclear Instruments and Methods A誌で出版した。

  • Research Products

    (55 results)

All 2010 2009

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (46 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Breaking the 10 nanometer barrier in hard X-ray focusing2010

    • Author(s)
      H.Mimura, et al.
    • Journal Title

      Nature Physics

      Volume: 6(2) Pages: 122-125

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] X線ミラー用ナノ精度表面創成法の開発-形状修正加工の高分解能化とX線集光ミラーの適応2010

    • Author(s)
      三村秀和, 他
    • Journal Title

      精密工学会誌

      Volume: 76(3) Pages: 338-342

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An experimental procedure for precise evaluation of electron density distribution of a nanostructured material by coherent x-ray diffraction microscopy2010

    • Author(s)
      Y.Takahashi, et al.
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 81 Pages: 033707-1-033707-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Elemental mapping of frozen hydrated cells with cryo-scanning X-ray fluorescence microscopy2010

    • Author(s)
      S.Matsuyama, et al.
    • Journal Title

      X-Ray Spectrometry

      Volume: 39 Pages: 260-266

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel Scheme of Figure-Error Correction for X-ray Nanofocusing Mirror2009

    • Author(s)
      S.Handa, et al
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 48 Pages: 096507-1-096507-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Wavefront Control System for Phase Compensation in Hard X-ray Optics2009

    • Author(s)
      T.Kimura, et al
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 48 Pages: 072503-1-072503-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Feasibility study of high-resolution coherent diffraction microscopy using synchrotron x rays focused by Kirkpatrick-Baez mirrors2009

    • Author(s)
      Y.Takahashi, et al.
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 105 Pages: 083106-1-083106-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-resolution diffraction microscopy using the plane-wave field of a nearly diffraction limited focused x-ray beam2009

    • Author(s)
      Y.Takahashi, et al.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 80 Pages: 054103-1-054103-5

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 4枚の非球面ミラーを用いた硬X線結像光学系の開発2010

    • Author(s)
      木谷直隆, 他
    • Organizer
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • Year and Date
      2010-03-19
  • [Presentation] 硬X線ミラー用多層膜の作製と評価2010

    • Author(s)
      横山光, 他
    • Organizer
      平成22年精密工学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      埼玉大学(さいたま市)
    • Year and Date
      2010-03-17
  • [Presentation] 大型ミラーによる硬X線集光システムの開発と集光特性の評価2010

    • Author(s)
      今井将太, 他
    • Organizer
      平成22年精密工学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      埼玉大学(さいたま市)
    • Year and Date
      2010-03-17
  • [Presentation] 高密度X線ナノビーム形成のための並列型Kirkpatrick-Baezミラー光学系の開発2010

    • Author(s)
      脇岡敏之, 他
    • Organizer
      平成22年精密工学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      埼玉大学(さいたま市)
    • Year and Date
      2010-03-17
  • [Presentation] Sub-10nm Focusing of Hard X-Rays by Mutilayer Mirror Optics with an On-site Wavefront Correction System2010

    • Author(s)
      K.Yamauchi
    • Organizer
      Physics of X-Ray Multilayer Structures
    • Place of Presentation
      Montana, United States(Invited)
    • Year and Date
      2010-02-18
  • [Presentation] Development and application of coherent x-ray diffraction microscopy at SPring-82010

    • Author(s)
      Y.Takahashi
    • Organizer
      TMS annual meeting
    • Place of Presentation
      Seattle, Washington, USA(Invited)
    • Year and Date
      2010-02-17
  • [Presentation] 大型ミラーによるX線自由電子レーザー用集光システムの開発2010

    • Author(s)
      山川大輔, 他
    • Organizer
      第23回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • Year and Date
      2010-01-09
  • [Presentation] 硬X線用多層膜集光ミラーの光学設計および性能シミュレーション2010

    • Author(s)
      横山光, 他
    • Organizer
      第23回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • Year and Date
      2010-01-09
  • [Presentation] KBミラー放射光集光X線を用いた高分解能コヒーレントX線回折顕微法の開発2010

    • Author(s)
      堤良輔, 他
    • Organizer
      第23回日本放射光学会年会
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • Year and Date
      2010-01-09
  • [Presentation] KBミラー集光X線を用いたコヒーレントX線回折顕微法の応用2010

    • Author(s)
      久保英人, 他
    • Organizer
      第23回日本放射光学会年会
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • Year and Date
      2010-01-09
  • [Presentation] 高密度X線ナノビーム形成のための並列型Kirkpatrick-Baezミラー光学系の開発2010

    • Author(s)
      脇岡敏之, 他
    • Organizer
      第23回日本放射光学会年会
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • Year and Date
      2010-01-09
  • [Presentation] 結像型X線顕微鏡のための4枚ミラー反射型結像光学系の開発2010

    • Author(s)
      松山智至, 他
    • Organizer
      第23回日本放射光学会年会
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • Year and Date
      2010-01-09
  • [Presentation] Advanced Kirkpatrick-Baezミラー光学系の開発2010

    • Author(s)
      藤井正輝, 他
    • Organizer
      第23回日本放射光学会年会
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • Year and Date
      2010-01-09
  • [Presentation] 硬X線ナノ集光ビーム用波面誤差算出法の開発2010

    • Author(s)
      木村隆志, 他
    • Organizer
      第23回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • Year and Date
      2010-01-08
  • [Presentation] コヒーレントX線回折・散乱イメージング技術の開発とその応用2010

    • Author(s)
      高橋幸生
    • Organizer
      第23回日本放射光学会年会
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路(兵庫県姫路市)
    • Year and Date
      2010-01-07
  • [Presentation] High-resolution diffraction microscopy using synchrotron X-ray beam focused by Kirkpatrick-Baez mirrors2009

    • Author(s)
      Y.Takahashi
    • Organizer
      "X-ray coherent diffraction" Workshop & XFEL Meeting
    • Place of Presentation
      SOLEIL Synchrotron facility, France(invited)
    • Year and Date
      2009-12-14
  • [Presentation] Development of a Mirror Manipulator for Advanced Kirkpatrick-Baez Optics2009

    • Author(s)
      M.Fujii, et al.
    • Organizer
      International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
    • Place of Presentation
      中之島センター(大阪府)
    • Year and Date
      2009-11-24
  • [Presentation] Development of Achromatic X-ray Imaging System with 4 Aspherical Mirrors2009

    • Author(s)
      S.Matsuyama, et al.
    • Organizer
      International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
    • Place of Presentation
      中之島センター(大阪府)
    • Year and Date
      2009-11-24
  • [Presentation] 硬X線集光ビームを用いた高分解能回折顕微法の開発2009

    • Author(s)
      高橋幸生
    • Organizer
      第10回X線結像光学シンポジウム
    • Place of Presentation
      エポカルつくば(茨城県筑波市)
    • Year and Date
      2009-11-07
  • [Presentation] KBミラー集光システムを備えた高分解能コヒーレントX線回折顕微法装置の開発2009

    • Author(s)
      久保英人, 他
    • Organizer
      第10回X線結像光学シンポジウム
    • Place of Presentation
      エポカルつくば(茨城県筑波市)
    • Year and Date
      2009-11-07
  • [Presentation] 10nm-Level Focusing of Hard X-Rays by KB Mirrors2009

    • Author(s)
      K.Yamauchi
    • Organizer
      Frontiers in Optics (FiO) 2009
    • Place of Presentation
      San Jose, California, USA(Invited)
    • Year and Date
      2009-10-11
  • [Presentation] The international workshop on X-ray mirror design, fabrication and metrology in Osaka : Brier overview2009

    • Author(s)
      K.Yamauchi
    • Organizer
      The 10th international conference on synchrotron radiation instrumentation
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia(Invited)
    • Year and Date
      2009-10-01
  • [Presentation] Development and application of high-resolution diffraction microscopy using synchrotron x-ray beam focused Kirkpatrick-Baez mirrors2009

    • Author(s)
      Y.Takahashi, et al.
    • Organizer
      The 10th international conference on synchrotron radiation instrumentation
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2009-09-29
  • [Presentation] Development of Hard X-ray Imaging Optics with Two Pairs of Elliptical and Hyperbolic Mirrors2009

    • Author(s)
      S.Matsuyama, et al.
    • Organizer
      The 10th international conference on synchrotron radiation instrumentation
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] Hard X-ray Nanofocusing with Adaptive Optical System2009

    • Author(s)
      H.Mimura, et al.
    • Organizer
      The 10th international conference on synchrotron radiation instrumentation
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] Design and Performance Simulation of Graded Multilayer Mirror for Hard X-ray focusing2009

    • Author(s)
      H.Yokoyama, et al.
    • Organizer
      The 10th international conference on synchrotron radiation instrumentation
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] High-resolution diffraction microscopy using synchrotron X-ray beam focused by Kirkpatrick-Baez mirrors2009

    • Author(s)
      Y.Takahashi, et al.
    • Organizer
      International workshop on X-ray mirror design, fabrication and metrology
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2009-09-23
  • [Presentation] Development of Advanced Kirkpatrick-Baez System for Hard X-ray Nano-Imaging2009

    • Author(s)
      S.Matsuyama, et al.
    • Organizer
      International workshop on X-ray mirror design, fabrication and metrology
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2009-09-23
  • [Presentation] Development and application of X-ray mirror in Japan2009

    • Author(s)
      K.Yamauchi
    • Organizer
      International workshop on X-ray mirror design, fabrication and metrology
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)(Invited)
    • Year and Date
      2009-09-22
  • [Presentation] Development of X-ray Free Electron Lasers focusing system with 400mm long mirror2009

    • Author(s)
      D.Yamakawa, et al.
    • Organizer
      International workshop on X-ray mirror design, fabrication and metrology
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2009-09-22
  • [Presentation] Development of Stitching Interferometric System for Large-Size X-Ray Mirror2009

    • Author(s)
      T.Kimrua, et al.
    • Organizer
      International workshop on X-ray mirror design, fabrication and metrology
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2009-09-22
  • [Presentation] A Method for High-Precision Determination of the Wavefields of X-ray Nanobeams2009

    • Author(s)
      S.Handa, et al.
    • Organizer
      International workshop on X-ray mirror design, fabrication and metrology
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2009-09-22
  • [Presentation] Ray-tracing analysis of aberration of a depth-graded multilayer mirror2009

    • Author(s)
      H.Mimura, et al.
    • Organizer
      International workshop on X-ray mirror design, fabrication and metrology
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2009-09-22
  • [Presentation] Hard X-ray Nanofocusing by Kirkpatrick-Baez (KB) mirrors2009

    • Author(s)
      K.Yamauchi
    • Organizer
      20th International Congress on X-Ray Optics and Microanalysis
    • Place of Presentation
      Karlsruhe, Germany(Invited)
    • Year and Date
      2009-09-15
  • [Presentation] 硬X線用高精度波面制御システムの開発2009

    • Author(s)
      木村隆志, 他
    • Organizer
      平成21年精密工学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学(神戸市)
    • Year and Date
      2009-09-10
  • [Presentation] Pt/C多層膜集光ミラーによる硬X線Sub-10nm集光2009

    • Author(s)
      半田宗一郎, 他
    • Organizer
      平成21年精密工学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学(神戸市)
    • Year and Date
      2009-09-10
  • [Presentation] XFEL集光システムの開発2009

    • Author(s)
      山川大輔, 他
    • Organizer
      平成21年精密工学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学(神戸市)
    • Year and Date
      2009-09-10
  • [Presentation] 高密度X線ナノビーム形成のための並列型Kirkpatrick-Baezミラー光学系の開発2009

    • Author(s)
      脇岡敏之, 他
    • Organizer
      精密工学会秋季大会
    • Place of Presentation
      神戸大学(神戸市)
    • Year and Date
      2009-09-10
  • [Presentation] 4枚の非球面ミラーを用いた硬X線結像光学系の開発2009

    • Author(s)
      藤井正輝, 他
    • Organizer
      秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      2009-09-08
  • [Presentation] 走査型X線顕微鏡を用いた細胞イメージング2009

    • Author(s)
      松山智至
    • Organizer
      高度好熱菌丸ごと一匹プロジェクト第8回連帯研究会
    • Place of Presentation
      SPring-8(兵庫県)(Invited)
    • Year and Date
      2009-08-23
  • [Presentation] X線顕微鏡を用いた生体試料観察の展望2009

    • Author(s)
      松山智至
    • Organizer
      イメージング若手の会「光塾」
    • Place of Presentation
      情報通信研究機構神戸研究所(兵庫県)(Invited)
    • Year and Date
      2009-08-16
  • [Presentation] ミラー光学素子による硬X線集光システムの開発2009

    • Author(s)
      三村秀和
    • Organizer
      日本放射光学会第1回若手研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)(Invited)
    • Year and Date
      2009-08-11
  • [Presentation] 集光X線を利用した高分解能回折顕微法の開発2009

    • Author(s)
      高橋幸生
    • Organizer
      日本放射光学会第1回若手研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)(Invited)
    • Year and Date
      2009-08-10
  • [Presentation] ミラー集光光学系を用いた走査型X線顕微鏡の開発2009

    • Author(s)
      松山智至
    • Organizer
      日本放射光学会第1回若手研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)(Invited)
    • Year and Date
      2009-08-10
  • [Presentation] Graded multilayer mirror for sub-10nm hard x-ray focusing2009

    • Author(s)
      H.Mimura, et al.
    • Organizer
      SPIE Optics Photonics 2009
    • Place of Presentation
      San-Diego, USA
    • Year and Date
      2009-08-03
  • [Presentation] KBミラー集光放射光X線を用いた高分解能回折顕微法の実現可能性の検討2009

    • Author(s)
      堤良輔, 他
    • Organizer
      精密工学会関西支部2009年度関西地方定期学術講演会
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター、大阪
    • Year and Date
      2009-05-13
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 反射面形状制御ミラー装置及び反射面形状制御ミラーの製造方法2009

    • Inventor(s)
      山内和人・木村隆史・津村尚史
    • Industrial Property Rights Holder
      ジェイテック・大阪大学
    • Industrial Property Number
      国内優先出願、2009-297734
    • Filing Date
      2009-12-28

URL: 

Published: 2012-07-19  

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