| 研究課題/領域番号 |
24K15591
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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80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
小川 智史 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70739101)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2026年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2025年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2024年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | X線吸収微細構造（XAFS） / Auger電子収量法（AEY） / 電子エネルギー分析器 / 表界面計測 / X線吸収微細構造 / 固体界面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
担持触媒や半導体デバイスなど、多くの材料系で表界面物性が極めて重要な役割を果たす一方で、表界面のみを選択的に測定する手法は限られる。その一つにAuger電子収量法（AEY）によるX線吸収微細構造（XAFS）分析がある。AEYは静電半球型アナライザー（CHA）を必要とするが、CHAは光電子分光測定用に高分解能かつ低感度となっており、必ずしもAEY-XAFSには適さない。そこで本研究では、XAFS専用の高感度円筒鏡型アナライザー（CMA）の開発を行う。XAFS測定時に生じる高エネルギーAuger電子を分光可能とした高耐圧CMAを制作し、多くの試料系に適用可能なAEY-XAFS法を確立する。
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| 研究実績の概要 |
本研究はAuger電子収量法（AEY）によるX線吸収微細構造（XAFS）を測定可能な、可搬型の電子エネルギー分析器を開発することを目的としている。XAFSは物質の化学状態と構造情報を同時に取得可能な唯一の分析手法であり、触媒や電子デバイスなどの幅広い分野で利用されている。XAFSの基本的な測定手法として、試料の透過前後におけるX線強度比を計測する透過法が用いられる。その他に、X線の吸収時に放出される蛍光X線を検出する蛍光法、試料表面から出射する電子を検出する電子収量法がある。硬X線XAFSに限っては、これらの測定手法は基本的にバルク敏感であり、転換電子収量法でさえ検出深さが数百nm程度になるため、表面敏感とはいいがたい。触媒などの、表面が重要な物性を支配する材料系においては検出深さが浅いほうが望ましいため、先述のバルク敏感な測定手法は適していない。硬X線XAFSでも表面近傍に限った測定を可能にする手法としてAEYがある。AEYは一次電子のみを検出するため、検出深さが電子の平均自由行程と同程度になり、最も表面敏感な測定手法である。ただし、AEY測定には同心半球型静電アナライザー（CHA）が必要であり、CHAを有するXAFSビームラインは限られている。多くのCHAを有さない一般的なXAFSビームラインにて、AEY測定を実施するためには可搬性に優れた、XAFS専用の電子エネルギー分析器を開発する必要がある。本研究では可搬型の電子エネルギー分析器を開発し、XAFS専用ビームラインにてAEY測定を実施可能にする。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
2024年度はイオン光学設計ソフトSIMIONを用いて電子エネルギー分析器の設計を行った。分子科学研究所UVSORの松田博之博士のご協力のもと、静電レンズと分光器を組み合わせた電子エネルギー分析器の設計を行った。静電レンズによって、試料表面から放出された多くの電子を取り込むことで、検出効率を高めることができると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2025年度以降は電子エネルギー分析器の製作を進める。まずは静電レンズ系の製作を行い、電子を入射させた際の出口スリットでの電子ビーム形状を確認することでその動作を確認する。その後、分光器を組み合わせることで、検出効率とエネルギー分解能の評価を順次行う。実験室系での評価を終えたのちに、放射光施設に運搬して、XAFSビームラインにてAEY測定を試みる。
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