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2022 Fiscal Year Annual Research Report

X線1nm集光への挑戦

Research Project

Project/Area Number 20K20444
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

三村 秀和  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30362651)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木村 隆志  東京大学, 物性研究所, 准教授 (50531472)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
KeywordsX線ミラー / 集光 / X線イメージング / 精密加工 / 精密計測
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、「多層膜3次反射」と「超小型ミラー」というアイディアの導入により硬X線の微小集光の実現を目指している。これまで高い精度が要求される超小型ミラーの製造において、成膜による形状修正により、全長2mmの楕円筒ミラーを精度2nmレベルで作製し、全長8mmの楕円筒ミラーの作製にも成功している。この二つのミラーを用いたKB集光システムをSPring-8BL25SUに構築し、集光実験を実施し、軟X線の20nm集光を実現した。また、透過X線および蛍光X線による顕微鏡の開発にも成功している。
今年度は、超小型ミラーの形状精度の向上を目指し、多層膜成膜装置の改善を行うとともに、ミラーの加工による精度向上を行うため、形状修正において100μmの空間分解能を有するOAM法など最新の加工技術の導入を進めた。また、ミラーの最終精度を決定する形状計測において、スティッチング干渉計における計測精度向上を検討し、隣り合う計測データの新しいつなぎ合わせ方法を開発し、計測精度を向上させた。接触式の形状計測データと比較し高い一致度を確認した。硬X線の波長において、ミラーの形状誤差を考慮した検証を行い、FWHM:10nm以下のサイズの集光が可能であることを確認した。
さらに、開発した集光システムを応用し開発した蛍光X線顕微鏡により測定された細胞内元素分布像において、より定量的に正しい元素量を解析できる手法を開発した。以上の研究成果を論文にまとめた。

  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Fabrication of ultrashort sub-meter-radius x-ray mirrors using dynamic stencil deposition with figure correction2023

    • Author(s)
      Takenori Shimamura, Yoko Takeo, Takashi Kimura, Fran Perrin, Amparo Vivo; Yasunori Senba, Hikaru Kishimoto; Haruhiko Ohashi, Hidekazu Mimura
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 94 Pages: 043102-1-18

    • DOI

      10.1063/5.0135367

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] “Design of soft x-ray fluorescence microscopy beyond 100-nm spatial resolution with ultrashort Kirkpatrick-Baez mirror2022

    • Author(s)
      T. Shimamura, Y. Takeo, F. Moriya, T. Kimura, M. Shimura, Y. Senba, H. Kishimoto, H. Ohashi, K. Shimba, Y. Jimbo, and H. Mimura
    • Organizer
      SPIE Optical Engineering + Applications, 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of ultrashort Kirkpatrick-Baez mirrors for sub-50-nm achromatic soft-X-ray probes2022

    • Author(s)
      T. Shimamura, Y. Takeo, T. Kimura, M. Shimura, Y. Senba, H. Kishimoto, H. Ohashi, and H. Mimura
    • Organizer
      XOPT2022 (International Conference on X-ray Optics and Application)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design, fabrication, and testing of 2-mm-long X-ray mirrors for soft-X-ray nanofocusing2022

    • Author(s)
      T. Shimamura, Y. Takeo, T. Kimura, Y. Senba, H. Kishimoto, H. Ohashi, and H. Mimura
    • Organizer
      IWXM 2022 (7th International Workshop on Metrology for X-ray Optics, Mirror Design and Fabrication)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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