電気化学反応の精密制御による電鋳プロセスの高精度化

• 研究課題/領域番号: 18J23036
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山口 豪太 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2018-04-25 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円); 2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 電鋳 / X線ミラー / めっき / 超精密加工

研究実績の概要

本研究は、電鋳法の高精度化とX線回転体ミラー作製への応用を目的に研究を行っている。第一年度では電析条件が転写面粗さ・形状転写精度に与える影響を定量的に明らかにした。第二年度では、第一年度の研究で得られた知見を活かし、電鋳法の高精度化を進めた結果、従来法と比較して１桁以上高い数十ナノメートルオーダの転写精度を得ることに成功した。さらに、X線自由電子レーザー(XFEL)施設であるSACLAにおいて実際に作製したミラーの光学性能を評価し開発したプロセスの優位性を示した。第三年度では、これまで得られた結果について、国際学会において発表するとともに、国際学術論文への投稿準備を進めた。さらに、これまで開発した高精度な電鋳プロセスのもうひとつの応用として、X線望遠鏡用結像ミラーの作製に研究を発展させた。大口径な結像ミラー作製のための作製装置を新たに開発した。基礎実験により作製条件を最適化した後、X線望遠鏡用ウォルターミラーの作製を実施した。ウォルターミラーの作製と評価に関して、国際学会において報告した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Electrodeposition Conditions on Surface Roughness of Copper Electroformed Replicas (2020)
  • 著者名/発表者名: Gota Yamaguchi, Hidekazu Mimura
  • 雑誌名: International Journal of Electrical Machining 巻: 25 ページ: 33-37
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 銅電鋳製回転楕円ミラーによる軟X線FELのサブミクロン集光 (2021)
  • 著者名/発表者名: 山口 豪太, 本山 央人, 大和田 成起, 久保田 雄也, 江川 悟, 竹尾 陽子, 矢橋 牧名, 三村 秀和
  • 学会等名: 第34回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] Development of precise electroformed Wolter mirror for X-ray astronomy (2020)
  • 著者名/発表者名: Gota Yamaguchi, Takehiro Kume, Yoko Takeo, Yusuke Matsuzawa, Kentaro Hiraguri, Yoichi Imamura, Hiroaki Miyashita, Keisuke Tamura, Yusuke Takehara, Ayumu Takigawa, Tetsuo Kanoh, Kenji Tachibana, Ikuyuki Mitsuishi, Hirokazu Hashizume, Hidekazu Mimura
  • 学会等名: SPIE, Advances in X-Ray/EUV Optics and Components XV
  • 国際学会
• [学会発表] Replication Accuracy of Cu Electroforming Process for Non-Magnetic Soft X-ray Mirrors (2019)
  • 著者名/発表者名: Gota Yamaguchi, Hidekazu Mimura
  • 学会等名: International Conference on X-ray Optics and Applications 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Focusing Soft x-rays by Cu-electroformed Ellipsoidal Mirror (2019)
  • 著者名/発表者名: Gota Yamaguchi, Shigeki Owada, Yuya Kubota, Hiroto Motoyama, Satoru Egawa, Makina Yabashi, Hidekazu Mimura
  • 学会等名: The 15th Symposium of Japanese Research Community on X-ray Imaging Optics
  • 国際学会
• [学会発表] 非磁性材料の軟X線集光用回転楕円ミラーの開発とXFEL集光特性の評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口 豪太, 本山 央人. 久保田 雄也, 江川 悟, 竹尾 陽子, 大和田 成起, 矢橋 牧名, 三村 秀和
  • 学会等名: 第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] Fabrication of Ellipsoidal Mirror by Cu Electroforming (2018)
  • 著者名/発表者名: Gota Yamaguchi, Hidekazu Mimura
  • 学会等名: International Conference on X-ray Optics and Applications 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 電鋳法における電析条件の転写面表面粗さに与える影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口 豪太, 三村 秀和
  • 学会等名: 電気加工学会全国大会
• [学会発表] 銅電鋳法による軟X線自由電子レーザー集光用回転楕円ミラーの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口 豪太, 三村 秀和
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2018