| 研究課題/領域番号 |
20H04457
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
曽山 和彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 副ディビジョン長 (90343912)
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| 研究分担者 |
林田 洋寿 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 副主任研究員 (50444477)
山村 和也 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (60240074)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
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| キーワード | 中性子顕微鏡 / Wolterミラー / スーパーミラー / プラズマCVM / レプリカ法 / 偏極中性子 / 中性子スピン / ウォルターミラー / 数値制御プラズマCVM |
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| 研究開始時の研究の概要 |
偏極中性子は、中性子スピンと高い物質透過性を有することから、材料深部の磁気モーメントを観察する最適なマイクロプローブとなりうる。本研究では、Wolter I型拡大結像光学系に基づく回転非球面スーパーミラーを作製し、中性子スピン偏極コントラスト法を用いた高分解能中性子顕微鏡を開発する。これにより、スピントロニクス分野で注目される磁気記録素子等の磁気モーメント分布や、変圧器等に用いられる軟磁性材料など実用磁性材料の磁気イメージングを実現する。
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| 研究実績の概要 |
Wolter I型スーパーミラーを製作するためのレプリカ法の改良に関して、令和3年度に考案した、低融点金属（スズ）を離型剤とする新たなレプリカ法の開発を継続し、石英ガラスへのスズの成膜条件をパラメータとして最適条件を探ることにより、難点であったガラス表面からの離型の歩留まりの悪さを解決した。また、プラズマCVM法によりサブミクロンオーダーの高形状精度加工に成功したレプリカ法用高精度マンドレルの表面粗さの低減を行い、高臨界角スーパーミラーが作成可能なサブナノメートルの加工を実施した。
令和4年度末、Wolter形状に加工した高精度マンドレルに、NiC/Tiスーパーミラーを成膜する段階で、イオンビームスパッタ装置の冷却系統の故障が発生し、繰越承認申請を行った。当該装置の修理には、契約期間、部品の調達を含めて令和5年1月末までを要した。
イオンビームスパッタ装置の修理完了後、改良したレプリカ法を用いた開発を継続した。円筒ガラスに、低融点金属（スズ）、多層膜スーパーミラー（m=2)を成膜し、その上よりニッケル電鋳膜（厚さ1㎜）を形成後、スズの融点まで昇温し、母材である円筒ガラスを離型し、円筒スーパーミラーの製作に成功した。
偏極中性子を用いた中性子顕微鏡のビームライン整備として、ビーム進行方向に中性子スピンの量子化軸を揃えるためのガイドコイルの製作を行った。また、中性子顕微鏡における、磁性体による偏極中性子のdepolarizationを評価するため、3次元軌跡シミュレーションコードを作成し、レプリカ法で作成したミラーの形状精度と顕微鏡の空間分解能の相関、スーパーミラーによる中性子集光性能、入射中性子のビーム発散が偏極度測定の分解能に与える影響についての評価を行った。高分解能2次元中性子検出器については、ズーミング管検出器の中性子-光電子変換面の調整試験を行った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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