共有結合性単結晶の高温塑性変形機構の解明による革新的X線集光・分光結晶の創生

• 研究課題/領域番号: 21760576
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 京都大学 (2010); 東北大学 (2009)
• 研究代表者: 森下 浩平 京都大学, 大学院・エネルギー科学研究科, 特定助教 (00511875)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2009年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 半導体結晶 / 高温塑性変形 / X線点集光素子 / X線分光素子 / シリコン / ゲルマニウム

研究概要

シリコンやゲルマニウム単結晶の薄板は,簡単に割れてしまうために大きく変形させることができないとされてきた。本研究では、これらの材料が融ける温度の近傍で型成型できる現象を用いて、様々な可能性を秘めた革新的X線集光・分光ミラーへの応用を試みた。これにより、X線の使用効率を2ケタ向上させるようなX線の点集光レンズ、極めて短時間のうちに高精度な元素・状態解析が可能となるような分光結晶を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Plastically deformed Si-crystal wafers for neutron-monochromator elements (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Hiraka, K.Fujiwara, K.Yamada, K.Morishita, K.Nakajima
  • 雑誌名: Nucl.Instr. and Meth.A 635 ページ: 137-140
• [雑誌論文] Optical Image Analysis of the Novel Ultra-Lightweight and High-Resolution MEMS X-Ray Optics (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Mitsuishi, Y.Ezoe, U.Takagi, K.Ishizu, T.Moriyama, T.Hayashi, T.Sato, K.Morishita, K.Nakajima, N.Y.Yamasaki, K.Mitsuda
  • 雑誌名: IEEE J.Quantum Electron. 46 ページ: 1309-1312
• [雑誌論文] Ultra light-weight and high-resolution X-ray mirrors using DRIE and X-ray LIGA techniques for space X-ray telescopes (2010)
  • 著者名/発表者名: E.Yuichiro, I.Mitsuishi, U.Takagi, M.Koshiishi, K.Mitsuda, N.Y.Yamasaki, T.Ohashi, F.Kato, S.Sugiyama, R.E.Riveros, H.Yamaguchi, S.Fujihira, Y.Kanamori, K.Morishita, K.Nakajima, R.Maeda
  • 雑誌名: Microsyst. Technol. 16 ページ: 1633-1641
• [雑誌論文] Realization of a High-Performance Point-Focusing Monochromator for X-ray Studies (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Okuda, K.Morishita, K.Nakajima, K.Fujiwara, I.Yonenaga, S.Ochiai
  • 雑誌名: APEX 3
  • NAID: 10027014467
• [雑誌論文] Ultra light-weight and high-resolution X-ray mirrors using DRIE and X-ray LIGA techniques for space X-ray telescopes (2010)
  • 著者名/発表者名: Ezoe Yuichiro
  • 雑誌名: Microsystem Technologies-Micro-and Nanosystems-Information Storage and Processing Systems 巻: 16 ページ: 1633-1641
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Image Analysis of the Novel Ultra-Lightweight and High-Resolution MEMS X-Ray Optics (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikuyuki Mitsuishi
  • 雑誌名: Ieee Journal of Quantum Electronics 巻: 46 ページ: 1309-1312
  • 査読あり
• [雑誌論文] Realization of a High-Performance Point-Focusing Monochromator for X-ray Studies (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Okuda
  • 雑誌名: Applied Physics Express 3 ページ: 46601-46601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic studies of Si and Ge hemispherical concave wafers prepared by plastic deformation (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Nakajima, K.Fujiwara, K.Morishita
  • 雑誌名: J.Cryst.Growth 311 ページ: 4587-4592
• [雑誌論文] Systematic studies of Si and Ge hemispherical concave wafers prepared by plastic deformation (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Nakajima
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 311 ページ: 4587-4592
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plastically deformed Si-crystal wafers for neutron-monochromator elements
  • 著者名/発表者名: Haruhiro Hiraka
  • 雑誌名: Nuclear Physics A 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [学会発表] 高温加圧加工法による結晶成型 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森下浩平
  • 学会等名: 日本学術振興会 結晶成長の科学と技術 第161委員会第63回研究会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] 円筒及び曲率傾斜Ge分光結晶を用いた高効率波長分散型X線分析システムの試作 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林好一
  • 学会等名: 日本学術振興会 結晶成長の科学と技術 第161委員会第63回研究会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] 高温加圧加工法によるSi、Ge結晶の3次元的形状への塑性加工 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中嶋一雄
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県)
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] 高温加圧加工法により作成したGe点集光結晶のX線集光性能評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥田浩司
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県)
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] 高温加圧加工法を用いた波長分散型・多元素同時分光結晶の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森下浩平
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県)
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] MEMS-based X-ray optics for future astronomical missions (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Ezoe, I.Mitsuishi, K.Ishizu, T.Moriyama, K.Mitsuda, N.Y.Yamasaki, T.Ohashi, M.Horade, S.Sugiyama, R.E.Riveros, T.Boggs, H.Yamaguchi, Y.Kanamori, N.T.Gabriel, J.J.Talghader, K.Morishita, K.Nakajima, R.Maeda
  • 学会等名: in Optical MEMS 2010
  • 発表場所: Hokkaidou, Japan
• [学会発表] 高温加圧加工法による結晶成型 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森下浩平、中嶋一雄、藤原航三、米永一郎、奥田浩司
  • 学会等名: 結晶成長の科学と技術第161委員会第63回研究会
  • 発表場所: JSTイノベーションプラザ京都
• [学会発表] 円筒及び曲率傾斜Ge分光結晶を用いた高効率波長分散型X線分析システムの試作 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林好一、森下浩平、藤原航三、中嶋一雄
  • 学会等名: 結晶成長の科学と技術第161委員会第63回研究会
  • 発表場所: JSTイノベーションプラザ京都
• [学会発表] Ge単結晶ウエハの高温塑性変形による波長分散型多元素同時分光結晶の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森下浩平、林好一、中嶋一雄
  • 学会等名: 第146回日本金属学会
  • 発表場所: 筑波大学
• [学会発表] 高温加圧加工法を用いた波長分散型・多元素同時分光結晶の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森下浩平、林好一、中嶋一雄
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会、19a-W-09
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 高温加圧加工法により作成したGe点集光結晶のX線集光性能評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥田浩司、中嶋一雄、森下浩平、藤原航三、米永一郎、落合庄治郎
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会、19a-W-08
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 高温加圧加工法によるSi、Ge結晶の3次元的形状への塑性加工 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中嶋一雄、森下浩平、藤原航三、米永一郎
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会、19a-W-07
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 超軽量・高角度分解能 新MEMS X線光学系の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三石郁之、江副祐一郎、高木うた子、石津健佑、森山鉄平、三田信、Raul Riveros、 Taylor Boggs、山口ひとみ、加藤史樹、洞出光洋、杉山進、森下浩平、中嶋一雄、藤平慎也、金森義明、前田龍太郎、山崎典子、満田和久
  • 学会等名: 第10回X線結像光学シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] シリコン熱塑性変形を利用した軽量高性能X線望遠鏡の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林多佳由, 佐藤拓郎, 塩野目雄, 石田学, 江副祐一郎, 大橋隆哉, 満田和久, 森下浩平, 中嶋一雄
  • 学会等名: 第10回X線結像光学シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [産業財産権] 分光結晶、波長分散型X線分析装置および元素分布測定方法 (2009)
  • 発明者名: 林好一、中嶋一雄、森下浩平
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 2009-252190
  • 出願年月日: 2009-11-02
• [産業財産権] 分光結晶、波長分散型X線分析装置および元素分布測定方法 (2009)
  • 発明者名: 林好一, 中嶋一雄, 森下浩平
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 2009-252190
  • 出願年月日: 2009-11-02