| 研究課題/領域番号 |
19K05281
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
今園 孝志 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 次世代放射光施設整備開発センター, 上席研究員 (50370359)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | Ｘ線発光分光 / 電子状態分析 / テンダーＸ線 / 非周期多層膜 / 多層膜回折格子 / 回折格子分光器 / オペランド測定 / テンダーＸ線分光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
薄膜デバイスにおいて機能性を担う「埋もれた層」の化学結合状態を動作環境下で非破壊分析するためのオペランド電子状態分析技術を実用化し、デバイスの機能性や劣化等のメカニズムの学理を解明する。これを実現するために、申請者が従前開発した非周期多層膜回折格子による広帯域テンダーＸ線分光技術の高度化を図る。
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| 研究成果の概要 |
薄膜デバイスにおける機能性や劣化のメカニズムを理解するには、その機能性を担う物質の電子状態を実動作環境下で分析すること（オペランド計測）が有効である。本研究は、探査深度が数μmの「テンダーＸ線」をプローブとするＸ線発光分光によるオペランド電子状態分析技術の確立を目指した。具体的には、1～4 keVのＸ線発光を波長掃引（入射角や検出器の駆動走査）することなく同時に高分解能計測できるMonk-Gillieson型回折格子分光器及びこれに搭載する非周期Ni/C多層膜コート光学素子（反射鏡及び不等刻線間隔平面回折格子）を開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では分光器の心臓部である不等刻線間隔平面回折格子の製作までは実施できず、最終目標の達成には至らなかったものの、テンダーＸ線分光器に必要な要素技術である非周期多層膜の有用性に加え、高分解能化と広帯域化の両立を図る光学設計手法を明らかにできた。これらは、薄膜デバイスをはじめとする次世代デバイス開発だけでなく、例えば、シングルイベントやレーザーアブレーション、プラズマ物理等の高速で時間発展する系の計測機器への適用が期待される。また、現在建設中の次世代放射光施設（愛称：ナノテラス）は高輝度なテンダーＸ線を供給できることから、テンダーＸ線光学分野への進展に寄与できる。
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