軟Ｘ線発光分光法による薄膜型太陽電池の非破壊的電子状態分析技術の確立

• 研究課題/領域番号: 25790060
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 今園 孝志 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (50370359)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 軟Ｘ線発光分光 / 多層膜回折格子 / 電子状態分析 / 薄膜太陽電池 / 化学結合状態 / 軟Ｘ線多層膜

研究成果の概要

軟Ｘ線発光分光法を用いて薄膜型CIS（Cu、In、Se）化合物系太陽電池における光吸収層の非破壊的電子状態分析技術を確立することを目的に、1～3.5 keV領域にあるCu、In、Se等のL発光スペクトルを同時計測するための広帯域Ni/C多層膜回折格子分光器を開発した。具体的には、イオンビームスパッタ法で非周期構造のNi/C多層膜を積層した回折格子及びトロイダル前置鏡を製作し、放射光を用いてそれらの光学特性を評価した。その結果、本研究で考案した非周期Ni/C多層膜は回折格子の回折効率及び反射鏡の反射率の広帯域化に有効であることを実験的にも確認することができた。

研究成果

• [雑誌論文] 多層膜回折格子の放射光への応用 -keV領域回折格子分光器ビームラインにおける新展開- (2015)
  • 著者名/発表者名: 小池雅人, 今園孝志, 石野雅彦
  • 雑誌名: X線分析の進歩 巻: 46 ページ: 159-166
  • NAID: 40020424731
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a compact polarization analysis apparatus for plasma soft X-ray laser (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Imazono and M. Koike
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 571 ページ: 513-516
  • DOI: 10.1016/j.tsf.2014.02.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical State Information of Bulk Specimens Obtained by SEM-Based Soft-X-Ray Emission Spectrometry (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Terauchi, S. Koshiya, F. Satoh, H. Takahashi, N. Handa, T. Murano, M. Koike, T. Imazono, M. Koeda, T. Nagano, H. Sasai, Y. Oue, Z. Yonezawa, and S. Kuramoto
  • 雑誌名: Microscopy and Microanalysis 巻: 20 号: 3 ページ: 692-697
  • DOI: 10.1017/s1431927614000439
  • 査読あり
• [雑誌論文] 50～4000 eV領域の軟Ｘ線平面結像型分光器の開発と電子顕微鏡への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今園孝志
  • 雑誌名: 応用物理 巻: 83 ページ: 288-292
  • NAID: 130007718497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of a wideband multilayer grating spectrometer for the study of electronic structure of thin-film CIS solar cells (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Imazono, M. Koike, S. Kuramoto, T. Nagano, M. Koeda, and N. Moriya
  • 雑誌名: JAEA-Conf 巻: 2014-001 ページ: 41-44
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characteristic Features and Applications of a Newly Developed Wavelength Dispersive Soft X-ray Emission Spectrometer for Electron Probe X-ray Microanalyzers and Scanning Electron Microscopes (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, T. Murano, M. Takakura, N. Handa, M. Terauchi, M. Koike, T. Kawachi, T. Imazono, N. Hasegawa, M. Koeda, T. Nagano, H. Sasai, Y. Oue, Z. Yonezawa, and S. Kuramoto
  • 雑誌名: JEOL News 巻: 49 ページ: 73-80
• [雑誌論文] Development of an objective flat-field spectrograph for electron microscopic soft x-ray emission spectrometry in 50-4000 eV (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Imazono, Masato Koike, Tetsuya Kawachi, Noboru Hasegawa, Masaru Koeda, Tetsuya Nagano, Hiroyuki Sasai, Yuki Oue, Zeno Yonezawa, Satoshi Kuramoto, Masami Terauchi, Hideyuki Takahashi, Nobuo Handa, Takanori Murano
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: 8848 ページ: 88481201-14
  • DOI: 10.1117/12.2024652
• [学会発表] Enhancement of diffraction efficiency of laminar-type diffraction gratings overcoated with diamond-like carbon (DLC) in soft X-ray region (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Koike, T. Imazono, T Nagano, H. Sasai, Y. Oue, S. Kuramoto, M. Terauchi, H. Takahashi, T. Notoya, and T. Murano
  • 学会等名: 12th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI2015)
  • 発表場所: New York, USA
  • 年月日: 2015-07-06 – 2015-07-10
• [学会発表] Development of a flat-field spectrometer with a wideband Ni/C multilayer grating in the 1-3.5 keV range (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Imazono
  • 学会等名: 12th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI2015)
  • 発表場所: New York, USA
  • 年月日: 2015-07-06 – 2015-07-10
• [学会発表] Experimental evaluation of a method to enhance the diffraction efficiency by overcoating diamond-like carbon (DLC) on soft X-ray laminar-type gratings (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Imazono, M. Koike, T Nagano, H. Sasai, Y. Oue, S. Kuramoto, M. Terauchi, H. Takahashi, T. Notoya, and T. Murano
  • 学会等名: 12th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI2015)
  • 発表場所: New York, USA
  • 年月日: 2015-07-06
• [学会発表] Development of soft X-ray polarizing elements and polarization measurement apparatus at JAEA (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Imazono
  • 学会等名: SLAC Seminar
  • 発表場所: SLAC, California, USA
  • 年月日: 2015-02-23
  • 招待講演
• [学会発表] 1～3.5 keV領域を一定入射角でカバーする広帯域Ni/C多層膜回折格子分光器の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今園孝志, 小池雅人
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 立命館大学, 草津市
  • 年月日: 2015-01-10 – 2015-01-12
• [学会発表] リチウムK発光計測のためのダイヤモンドライクカーボン膜を用いた高回折効率回折格子の設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小池雅人、今園孝志、長野哲也、笹井浩行、大上裕紀、倉本智史、寺内正己、高橋秀之、能登谷智史、村野孝訓
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 立命館大学, 草津市
  • 年月日: 2015-01-10 – 2015-01-12
• [学会発表] 軌道角運動量を持つ円偏光アンジュレータ高次光干渉実験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々木茂美, 宮本篤, 加藤政博, 許斐太郎, 保坂将人, 山本尚人，今園孝志，小池雅人
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 立命館大学, 草津市
  • 年月日: 2015-01-10 – 2015-01-12
• [学会発表] DLC光学素子の軟X線への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小池雅人, 今園孝志, 長野哲也
  • 学会等名: レーザー励起X線源とその応用研究会
  • 発表場所: ホテルラフォーレ琵琶湖, 守山市
  • 年月日: 2014-12-11
• [学会発表] EM用軟X線発光分析技術開発のこれまでと今後の展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺内正己, 高橋秀之, 飯田信雄, 村野孝訓, 小池雅人, 今園孝志, 小枝勝, 長野哲也, 笹井浩行, 大上裕紀, 米澤善央, 倉本智史
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第56回九州支部学術講演会
  • 発表場所: 宮崎市民プラザ, 宮崎市
  • 年月日: 2014-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] Development of a soft X-ray emission spectrometer with a wideband Ni/C multilayer grating covering the range 1-3.5 keV (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Imazono, M. Koike, S. Kuramoto, and T. Nagano
  • 学会等名: 第15回光量子科学研究シンポジウム
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構, 木津川市
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
• [学会発表] Chemical state information of bulk materials obtained by SEM-based SXES grating spectrometer (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Terauchi, S. Koshiya, F. Satoh, H. Takahashi, T. Notoya, T. Murano, M. Koike, T. Imazono, M. Koeda, T. Nagano, H. Sasai, Y. Oue, Z. Yonezawa, S. Kuramoto
  • 学会等名: 第15回光量子科学研究シンポジウム
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構, 木津川市
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
• [学会発表] 多層膜回折格子の放射光への応用 -keV領域回折格子分光器ビームラインにおける新展開- (2014)
  • 著者名/発表者名: 小池雅人, 今園孝志, 石野雅彦
  • 学会等名: 第50回Ｘ線分析討論会
  • 発表場所: 東北大学片平さくらホール, 仙台市
  • 年月日: 2014-10-30 – 2014-10-31
  • 招待講演
• [学会発表] 1～3.5 keV領域をカバーするワイドバンド多層膜回折格子を用いた平面結像型軟Ｘ線分光器の設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今園孝志, 小池雅人, 倉本智史, 長野哲也
  • 学会等名: 第50回Ｘ線分析討論会
  • 発表場所: 東北大学片平さくらホール, 仙台市
  • 年月日: 2014-10-30 – 2014-10-31
• [学会発表] リチウムK発光高感度分光計測のための軟X線高効率回折格子の設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小池雅人, 今園孝志, 小枝勝, 長野哲也, 笹井浩行, 大上裕紀, 米澤善央, 倉本智史, 寺内正己, 高橋秀之, 飯田信雄, 村野孝訓
  • 学会等名: 第50回Ｘ線分析討論会
  • 発表場所: 東北大学片平さくらホール, 仙台市
  • 年月日: 2014-10-30 – 2014-10-31
• [学会発表] Present State of TEM-SXES Analysis and its Application to SEM aiming Chemical Analysis of Bulk Materials (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Terauchi, H. Takahashi, N. Handa, T. Murano, M. Koike, T. Imazono, M. Koeda, T. Nagano, H. Sasai, Y. Oue, Z. Yonezawa, and S. Kuramoto
  • 学会等名: Microscopy & Microanalysis
  • 発表場所: Hartford, USA
  • 年月日: 2014-08-03 – 2014-08-07
• [学会発表] 電子顕微鏡用平面結像型軟Ｘ線回折格子発光分光器の開発とその性能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今園孝志, 小池雅人, 小枝勝, 長野哲也, 笹井浩行, 大上裕紀, 米澤善央, 倉本智史, 寺内正己, 高橋秀之, 飯田信雄, 村野孝訓
  • 学会等名: 2014年度立命館大学SRセンター研究成果報告会
  • 発表場所: 立命館大学, 草津市
  • 年月日: 2014-06-07
• [学会発表] 1～3.5 keV領域ワイドバンド多層膜回折格子の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今園孝志, 小池雅人
  • 学会等名: 2014年度立命館大学SRセンター研究成果報告会
  • 発表場所: 立命館大学, 草津市
  • 年月日: 2014-06-07
• [学会発表] 電子顕微鏡用軟X線分光器の開発と応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋秀之, 飯田信雄, 村野孝訓, 寺内正己, 小池雅人, 今園孝志, 長谷川登, 小枝勝, 長野哲也, 笹井浩行, 大上裕紀, 米澤善央, 倉本智史
  • 学会等名: 第30回分析電子顕微鏡討論会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場, 千葉市
  • 年月日: 2014-05-12
  • 招待講演
• [学会発表] 電子顕微鏡用SXES技術の現状と今後の展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺内正己, 高橋秀之, 飯田信雄, 村野孝訓, 小池雅人, 今園孝志, 小枝勝, 長野哲也, 笹井浩行, 大上裕紀, 米澤善央, 倉本智史
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第70回学術講演会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場, 千葉市
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-13
  • 招待講演
• [学会発表] EPMA/SEM軟X線分光法による化学結合効果の各種情報観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋秀之, 村野孝訓, 飯田信雄, 寺内正己, 小池雅人, 今園孝志, 長谷川登, 小枝勝, 長野哲也, 笹井浩行, 大上裕紀, 米澤善央, 倉本智史
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場, 千葉市
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-13
• [学会発表] Development of a compact polarization analysis apparatus for plasma soft x-ray laser
  • 著者名/発表者名: Takashi Imazono, Masato Koike
  • 学会等名: 6th International Conference on Spectroscopic Ellipsometry
  • 発表場所: Kyoto Research Park Corp., Kyoto
• [学会発表] 薄膜型太陽電池の化学結合状態分析のための1～3.5 keV領域用広エネルギー帯域多層膜回折格子分光器の設計
  • 著者名/発表者名: 今園孝志、小池雅人
  • 学会等名: 2013年度SRセンター研究成果報告会
  • 発表場所: 立命館大学、草津市
• [学会発表] Development of an objective flat-field spectrograph for electron microscopic soft x-ray emission spectrometry in 50-4000 eV
  • 著者名/発表者名: Takashi Imazono, Masato Koike, Tetsuya Kawachi, Noboru Hasegawa, Masaru Koeda, Tetsuya Nagano, Hiroyuki Sasai, Yuki Oue, Zeno Yonezawa, Satoshi Kuramoto, Masami Terauchi, Hideyuki Takahashi, Nobuo Handa, Takanori Murano
  • 学会等名: SPIE Optics + Photonics
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, CA, USA
• [学会発表] 50～4000eV領域対応ワイドバンド軟X線回折格子分光器の開発と汎用電子顕微鏡への応用
  • 著者名/発表者名: 今園孝志、小池雅人、河内哲哉、長谷川登、小枝勝、長野哲也、笹井浩行、大上裕紀、米澤善央、倉本智史、寺内正己、高橋秀之、飯田信雄、村野孝訓
  • 学会等名: 2013年第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学（京田辺キャンパス）、京田辺市
• [学会発表] Wide band soft x-ray grating spectrographs in the 50-4000 eV range and their application to electron microscopes
  • 著者名/発表者名: Takashi Imazono, Masato Koike, Tetsuya Kawachi, Noboru Hasegawa, Masaru Koeda, Tetsuya Nagano, Hiroyuki Sasai, Yuki Oue, Zeno Yonezawa, Satoshi Kuramoto, Masami Terauchi, Hideyuki Takahashi, Nobuo Handa, Takanori Murano
  • 学会等名: 12th Symposium on X-ray Imaging Optics
  • 発表場所: 大阪大学中ノ島センター、大阪市
  • 招待講演
• [学会発表] Design of a wideband multilayer grating spectrometer for the study of electronic structure of thin-film CIS solar cells
  • 著者名/発表者名: Takashi Imazono, Masato Koike, Satoshi Kuramoto, Tetsuya Nagano, Masaru Koeda, Naoji Moriya
  • 学会等名: 第14回光量子科学研究シンポジウム
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構、木津川市
• [学会発表] 1～3.5 keV領域用ワイドバンド多層膜回折格子とそれを用いた軟Ｘ線発光分光器の設計
  • 著者名/発表者名: 今園孝志、小池雅人、小枝 勝、長野哲也、笹井浩行、大上裕紀、米澤善央、倉本智史、寺内正己、高橋秀之、飯田信雄、村野孝訓
  • 学会等名: 第27回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 広島国際会議場、広島市
• [学会発表] Development of Soft X-Ray Multilayered Gratings and Polarizing Elements
  • 著者名/発表者名: Takashi Imazono
  • 学会等名: ALS Seminar
  • 発表場所: Advanced Light Source (ALS), Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), CA, USA
  • 招待講演
• [産業財産権] 回折格子 (2013)
  • 発明者名: 今園孝志、小池雅人、長野哲也
  • 権利者名: 今園孝志、小池雅人、長野哲也
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-11-13