2022 Fiscal Year Annual Research Report
新たなマルチスケール軟X線回折顕微鏡の開発とその利用研究
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20H04458
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
中尾 裕則 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 (70321536)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 裕一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 統合型材料開発・情報基盤部門, 主幹研究員 (70571610)
水牧 仁一朗 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 放射光利用研究基盤センター, コーディネーター (60360830)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | コヒーレント回折イメージング / 共鳴X線散乱 / ホログラフィ / マルチスケール軟X線回折顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々が開発・研究してきた軟X線を用いたコヒーレント回折イメージング（CDI）手法は、メゾスコピックスケールの磁気構造体の実空間イメージングが可能で、原理的に入射X線の波長程度までの高空間分解能での実空間イメージングが実現できる実験手法である。しかしながら観測領域・位置が、コヒーレントX線を切り出すピンホールのサイズ・位置でそれぞれ決まってしまうため、広い空間スケールでの観測が困難であった。そこで本研究では、このCDI手法に新たな視野可変機能を付加し、簡便な広視野観測から、高空間分解能での観測まで連続的に観測可能な「マルチスケール軟X線回折顕微鏡」へと発展させ、メゾスコピック構造が起源となる物性の解明を目指している。
まず我々は当初の計画通りに「マルチスケール軟X線回折顕微鏡」を建設し、メゾスコピック構造である磁気テクスチャの実空間観測、視野可変機能の実証実験に成功し、成果としてまとめた。さらに、建設してきたマルチスケール軟X線回折顕微鏡の新たな利用展開として、試料からの逆空間（回折）信号とフレネルゾーンプレートからダイレクトビームの干渉を利用したインラインホログラフィによるイメージング手法にも挑戦した。その結果、フォーク型回折格子により生成した軟X線光渦の位相分布の直接的な観測に成功した。さらに、この結果から、本手法が物性の起源として最近注目されている磁気テクスチャの中のトポロジカル欠陥を敏感に捉えられること、その欠陥構造の特徴量であるトポロジカルナンバーを決定できることを明らかにした。
さらに、新たな試みとして反射配置での磁気イメージングの手法開発を開始し、心臓部となる精密ピエゾステージを利用した４軸回折計の構築に成功したところである。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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