Development of 1 nm X-ray focusing system

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20444
• Project/Area Number (Other): 19H05523 (2019)
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2020); Single-year Grants (2019)
• Review Section: Medium-sized Section 30:Applied physics and engineering and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Mimura Hidekazu 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): 2019-06-28 – 2023-03-31
• Keywords: X線ミラー / X線集光

Outline of Final Research Achievements

In this research, we introduced the idea of significant reduction in mirror length in X-ray focusing using mirrors, aiming for ultimate focusing down to a size of 1 nm. This was a challenging study. During the research period, we successfully developed a high-precision focusing mirror with a focal length of 2 mm and a mirror length of 2 mm. We also achieved diffraction-limited focusing of 20 nm for 2 keV X-rays at SPring-8, and confirmed that it is possible to focus X-rays below 4 nm theoretically for 10 keV X-rays.

Free Research Field

超精密加工、X線光学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来のX線ミラーのミラー長は報告されている中では20mmが最小である。本研究ではその1/10の2mm長のミラーの開発に成功した。光の集光においては焦点距離を短くすることで、理論的に誤差の影響を少なくすることができる。本研究における成果はミラーによるX線の極限集光の道を拓いたといえる。開発したミラーを用いれば、X線顕微鏡のシステムの超小型化も可能であり、多くのX線分析技術の性能向上に寄与することができる。