Development of high throughput multilayer diffraction grating monochromator satisfying the Bragg condition over the 1-5 keV range

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K12642
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Hatano Tadashi 東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 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, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 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 Final Research Achievements

For the tender X-ray region between hard and soft X-rays, where a high performance monochromator is not popular, a multilayered diffraction grating of a high throughput has been proposed. Diffraction efficiency of 4%-11% has been obtained in the 1-5 keV tender X-ray region at angle of incidence of 82°-89°, by coating a W/B4C multilayer of a 4 nm period thickness on a diffraction grating of a groove density of 3200 lines/mm. It has been experimentally shown that the fabricated multilayer diffraction grating is applicable to Suzuki type varied deviation angle monochromator.

Free Research Field

軟Ｘ線光学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

テンダーＸ線とは物質との相互作用の強い軟Ｘ線の領域の中で最もエネルギーが高く、硬Ｘ線との境界に相当するエネルギー領域のＸ線をいう。Si、P、Sなど生体内の微量元素の分布を可視化するのに有用となることが期待され、今後バイオ研究などで特に重要となってくるＸ線領域である。本研究ではテンダーＸ線利用研究で必須となる分光技術の確立を目指し、多層膜回折格子分光器を用いて実現できることを示した。