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高繰り返しレーザーに対応可能なユニバーサル元素型低密度レーザープラズマ源

研究課題

研究課題/領域番号 18K18749
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分14:プラズマ学およびその関連分野
研究機関東京工業大学

研究代表者

長井 圭治  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (30280803)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードレーザープラズマ / レーザーターゲット / 高繰り返しレーザー / 量子線源 / 極端紫外光 (EUV) / 低密度材料 / 高分子電解質 / スズ / 液体金属 / ガリウム / 極端紫外線 / 量子線 / リチウム / ターゲット / 高繰り返し
研究成果の概要

ユニバーサル元素に対応する目的で、多くの金属と室温付近で合金を形成するガリウムを用い、ガリウムスズターゲットからの13.5 nm発光が純金属スズと同等の効率で起こることを確認した。また連続的にドロップレットとして、室温付近で供給できることを確認した。また、軽元素で最小質量性の高い、エアバブルをテンプレートとして、高分子電解質の表面、層間にスズをドープしたターゲットを連続的に作成し、その一つにレーザーを照射して13.5 nmの発光を金属スズと同等に観測することができた。後者の方法は目的とした「最小質量、元素選択ユニバーサル、スケールアップ合成」を両立したものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この成果は13.5 nm のEUVのみならず次世代の 6 nm EUV、炭素イオンビームほか 様々なレーザー誘起量子線用のターゲットに展開できるものである。本技術のニーズは高強度レーザー研究者から特に強く、そうした分野への展開を検討するために、最終年度には、ワークショップでレーザープラズマ型量子線発生の研究者との会合をもち、共同研究の可能性を議論できた。さらに、本研究課題の成果を活用して、通常は高額な装置となるEUV光を、研究室内で利用する試みにも予備的に取り組み始めた。これらを進めることで、本成果は微細加工のみならず、低原子番号材料(生体を含む)の高空間分解能分析、医療応用に繋がる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University College Dublin(アイルランド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University College Dublin(アイルランド)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Easy-handling minimum mass laser target scaffold based on sub-millimeter air bubble -An example of laser plasma extreme ultraviolet generation-"2020

    • 著者名/発表者名
      Christopher S. A. Musgrave, Shuntaro Shoji, Keiji Nagai
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 5906-5906

    • DOI

      10.1038/s41598-020-62858-3

    • NAID

      120006877028

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Gallium-tin alloys as a low melting point liquid metal for repetition-pulse-laser-induced high energy density state towards compact pulse EUV sources2019

    • 著者名/発表者名
      Christopher S A Musgrave, Nan Lu, Rie Sato, Keiji Nagai
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 9 号: 24 ページ: 13927-13932

    • DOI

      10.1039/c9ra01905g

    • NAID

      120006889029

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrochemically Synthesized Tin/Lithium Alloy To Convert Laser Light to Extreme Ultraviolet Light2018

    • 著者名/発表者名
      Nagai Keiji、Musgrave Christopher S. A.、Kuwata Naoaki、Kawamura Junichi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 10 ページ: 12422-12427

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b01220

    • NAID

      120006602757

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 高繰り返し用ターゲット材料2020

    • 著者名/発表者名
      長井圭治
    • 学会等名
      高繰り返しターゲット供給 ・アライメント・計測技術に関する研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Target Fabrication and Supply for High Repetition Laser Application2019

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nagai, Christopher S A Musgrave, Shuntaro Shoji, Kaori Hasegawa, Nan Lu
    • 学会等名
      The Eleventh International Conference on Inertial Fusion Science and Applications, IFSA2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザー生成高エネルギー密度プラズマ実験用極低密度ターゲットの連続供給に関わる材料開発2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川香織、野村壮真、Christopher SA Musgrave、長井圭治
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Li/Sn合金ターゲットを用いた極端紫外線発生2018

    • 著者名/発表者名
      長井圭治、Christopher S A Musgrave、桑田直明、河村純一
    • 学会等名
      第28回MRS-J年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザープラズマ量子線源用低密度高分子材料のナノ構造制御2018

    • 著者名/発表者名
      野村壮真、長谷川香織、庄司俊太郎、Christopher SA Musgrave、長井圭治
    • 学会等名
      第28回MRS-J年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 長井研究室

    • URL

      http://ime.res.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 東工大ニュース 高分子電解質のシャボン玉を使ってEUV(極端紫外線)発生に成功

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2020/046722.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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