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X線導波路現象を利用した有機薄膜高次構造のリアルタイム観測

研究課題

研究課題/領域番号 18656003
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関東北大学

研究代表者

林 好一  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20283632)

研究分担者 佐崎 元  北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (60261509)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2008年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2007年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2006年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードX線全反射 / 有機薄膜 / 薄膜高次構造 / X線導波路 / その場観測 / 光ファイバー / フラウンホーファー回折 / 高次構造
研究概要

放射光実験施設Photon FactoryのBL3Cにおいて、白色X線を用いたX線導波路の実験を行った。ここでは、Si/PMMA/Siの多層膜を作製し、白色X線を薄膜試料に照射し、薄膜端面から放出されるX線をエネルギー分散型X線検出器によって観測した。PMMA層においてX線の共鳴現象を起こすため、薄膜端面からのX線は分光され、TE(transverse electric)0、TE1、TE2の3つの共鳴モードのピークを観測することができた。また、これらのピークのエネルギー値は、薄膜の高次構造に大きく影響されるため、エネルギー値を解析することによって、薄膜の膜厚、密度を精度よく決定することができる。さらに、本年度は、リアルタイムで、X線導波路現象によるX線スペクトルの変化を観測することによって、薄膜の高次構造の素早い時間変化を追うことを試みた。一つのスペクトルの測定時間は10秒である。上記試料に対し、強力な放射光白色X線を照射することにより、即座に試料の変性が開始され、約200秒後に短時間で、その変化が完了することがわかった。ここでは、特に、TE2のピークのシフト量がTEOのものより大きいことが特徴的であった。このことより、PMMA層の密度は大きく変化せず、膜厚のみが変性したことが示された。標準のX線反射率測定装置も用い、詳細に解析した結果、元々膜厚100nm程度であったものが、約10%程度小さくなり90nm程度になることが観測された。今回の実験から、白色X線を用いたX線導波路現象による分光X線の観測が、薄膜高次構造のリアルタイム観測に非常に有望であることが判明した。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Multilayer structure analysis using angular fluorescence intensity variation under grazing incidence condition2008

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, H. Takenaka, N. Happo, et.al.
    • 雑誌名

      Transaction of the Materials Research Society of Japan 33

      ページ: 561-565

    • NAID

      130007809509

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-Ray Spectrometry2008

    • 著者名/発表者名
      K. Tsuji, K. Nakano, H. Hayashi, et.al.
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry 80

      ページ: 4421-4454

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monochromatization of characteristic X-rays using stepped X-ray waveguide2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, K. Sakai, and H. Takenaka
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 515

      ページ: 5728-5731

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calculation of feasibility of grazing-incidence x-ray fluorescence as a method for holographic analysis2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 32

      ページ: 215-216

    • NAID

      130007922819

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of Reflected X-Rays from End Face of Organic Thin Film2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, T. Yamamoto, T. Nakamura, et. al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 83

      ページ: 12029-12029

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monochromatization of characteristic X-rays using stepped X-ray waveguide2007

    • 著者名/発表者名
      K.Hayashi, K.Sakai, H.Takenaka
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Calculation of feasibility of grazing-incidence x-ray fluorescence as a method for holographic analysis2007

    • 著者名/発表者名
      K.Hayashi
    • 雑誌名

      Trans MRS-J NO.32 Vol.1(In press)

    • NAID

      130007922819

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] X-Ray waveguide phenomenon of pentacene thin film2006

    • 著者名/発表者名
      K.Hayashi, K.Sakai, S.Nishikata, G.Sazaki
    • 雑誌名

      KEK-Proceedings 2006-3 ("'Buried' Interface Science with X-Rays and Neutrons") 2006-3

      ページ: 1857-1860

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 薄膜端面から出射される反射X線2007

    • 著者名/発表者名
      林好一、山本篤史郎 他
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演解
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2007-09-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] X線反射率入門2009

    • 著者名/発表者名
      桜井健次、林好一(分担執筆)
    • 総ページ数
      318
    • 出版者
      講談社サイエンティフク
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.xraylab.imr.tohoku.ac.jp/member/hayashi/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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