2007 Fiscal Year Annual Research Report
薄膜構造変化の実時間追跡のための時分割X線反射率測定法の開発
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19360023
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
松下 正 High Energy Accelerator Research Organization, 物質構造科学研究所, 教授 (40092332)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 昌治 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (70156230)
飯田 厚夫 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (10143398)
稲田 康宏 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (60242814)
桜井 健次 物質・材料研究機構, 量子ビームセンター, グループリーダー (00354176)
雨宮 慶幸 東京大学, 新領域科学研究科, 教授 (70151131)
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| Keywords | 鏡面X線反射率 / 時分割測定 / 多波長同時分散 / 薄膜 / 構造変化 / 彎曲結晶ポリクロメーター |
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| Research Abstract |
測定中に機械的運動を何ら必要とせずに鏡面X線反射率曲線プロファイル全体を同時に測定し、サブ秒〜ミリ秒の時分割測定を可能とする方法を開発した。ほぼ平行な白色放射光を湾曲結晶(曲率半径10cm)に入射させると、反射されたX線は水平面内で収束してゆくが、波長λは収束方向の関数として連続的に変化したものとなる。このX線束を試料表面に対する鉛直方向での照射角αが水平面内のどの方向に向かうX線光路でも同じになるように入射させる。試料表面に対して垂直方向の散乱ベクトルq=4πsinα/λはαは一定であるがλが変化する(5〜10倍)ことにより扇形ビームの端から端に向かって連続的に変化し、試料後方においた1次元検出器でX線強度分布を測定するとX線反射強度曲線が得られる。
シリコン基板上の厚さ14.3nmの金薄膜に対する反射率曲線(X線エネルギー範囲:8keV〜45keV)をフォトダイオードアレイ(HAMAMATSU:S3904-1024F;有効長25mm,蛍光体(Csl:Tt)膜付き)とX線CCD(Photonic Science:X-ray Coolview FDl 40mm)の2種類の検出器を用い露光時間1ms〜1sの時間で測定し、得られたデータの質を検討した。また、開発した測定系で時分割測定が可能であることを示すために、金薄膜試料を回転しながらX線の照射角が変化しつつある状態でのX線反射率曲線の時分割測定を試みた(検出器はX線CCD)。照射角の変化に応じて反射率曲線プロファイルが変化している様子を観測できた。
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