2019 Fiscal Year Research-status Report
1-5 keV 全域でブラッグ条件を満たす高出力多層膜回折格子分光器の開発
| Project/Area Number |
19K12642
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
羽多野 忠 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90302223)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小池 雅人 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 客員教授 (50354973)
江島 丈雄 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (80261478)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | テンダーＸ線 / 多層膜 / 回折格子 / 分光器 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
テンダーX線多層膜回折格子分光器に最適な多層膜材料、周期膜厚、周期数、回折格子刻線密度、曲率の他、分光器の幾何学的パラメーターを以下の手順で決定することが本研究の目的である。まず平面基板にW、Cなどの候補物質群から交互多層膜を成膜し、その反射率を斜入射配置で測定して高反射率が得られる条件を探索する。厳選された多層膜を中心に回折効率の計算機シミュレーションを行い、高回折効率を生む多層膜を探索する。次にテスト用回折格子基板に多層膜を成膜し、ブラッグ条件を満たす入射角、出射角の配置で回折効率評価を行って多層膜の仕様を決定する。最後に、回折効率実測値を基に高出力を生む分光器パラメーメーターを決定し、さらに回折格子刻線の不等間隔パラメーターを導入して収差を極小にする。
2019年度はW/C、W/Si、Re/Siの20周期多層膜を平面基板の上に作製して反射率を測定した。放射光軟Ｘ線ビームラインで1-1.5 keV、放射光硬Ｘ線ビームラインで6 keV、実験室Ｘ線回折装置で 8.4 keVで測定を実施した。1.5 keVでピーク反射率23％・バンド幅0.3°、6 keVでピーク反射率43％・バンド幅0.1°、8.4 keVでピーク反射率59%・バンド幅0.1°と、いずれも良好な性能を示し高性能回折格子に応用できる見通しが立った。本測定に先立って、可変偏角型分光器を採用した高エネルギー加速器研究機構Photon Factoryの軟Ｘ線ビームラインBL-11Dにおいて、駆動方式の改良を実施した。これにより出力光子エネルギーの上限を0.9 keVから1.5 keVまで拡張した。また、0.7 keVの軟Ｘ線でW/C多層膜回折格子の予備実験を行い、Wを最上層にした場合には酸化による性能低下があることを確認し、最上層がCまたはReの構造を採用する方針が定まった。
主な経費はＸ線計測に使用するデジタルピコアンメーターおよび、多層膜成膜装置の部品修理等であった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
試料作製と性能評価が予定通りに進んでおり、予め見込んでいたレベルの結果が得られている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2020年度はRe/C、Co/SiO2の多層膜反射率を測定し、その後に2019年度の結果と合わせて最有力物質を選定する。テスト用回折格子基板に多層膜を成膜し、ブラッグ条件を満たす入射角、出射角の配置で回折効率評価を行って多層膜の仕様を決定する。
多層膜回折格子試作のためのレプリカ回折格子およびRe成膜のためのスパッタリングターゲットに多くの経費を使用する。
|
| Causes of Carryover |
作製試料の材料として当初予定であったタングステンよりもレニウムのほうが有望であることがわかった。高価なため当該年度の物品費で購入することができず、次年度物品費と合わせて購入することにした。
|
