超狭バンド幅X線モノクロメーターの試作

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08555016
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 菊田 せい志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00010934)
• 研究分担者: 中山 貫 通産省, 工業技術院・計量研究所, 主席研究官 ; 依田 芳卓 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90240366)
• キーワード: X線回折 / X線光学 / モノクロメーター / 単色性 / 非対称反射 / シリコン結晶 / 動力学的回折理論

研究概要

放射光利用研究の将来に向けての発展の方向のひとつは、単色性の極めて高い、時間コピーレンスのよいX線ビームを用いた研究である。本研究は動力学的回折現象を利用して、従来のモノクロメーターの限界を超えた単色化を実現することを目的としている。
昨年度は高次の非対称反射の結晶板を(+、-、-、+)配置にして0.1meVのバンド幅が得られる設計のモノクロメーターを製作し、性能試験をおこなったところ目標値に達しなかった。これは結晶の照射幅が8cmと広く、場所的な微小格子歪みの影響を受けているためと考えられた。そこで本年度は結晶の小さな領域だけ用いるファブリー・ペロ-型のモノクロメーターの開発研究をおこなった。これは2枚の結晶板を正対させたもので、その表面が回折面である。ブラッグ角90°近傍で垂直入反射を起こさせると、結晶板間にX線定在波が形成される条件のとき、透過波は狭いバンド幅をもつ。
この新型モノクロメーターを実現させるため、まず1枚の薄板結晶でのブラッグ角90°近傍における反射・透過特性を調べた。実験結果はダ-ウィン流の動力学的回折理論にもとづく計算とよく一致した。つぎに新型モノクロメーターについてシミュレーションをおこなったところ、厚さ200μmのシリコン結晶板を600μmの間隔で正対させ、(0016)反射を起こさせれば、バンド幅が0.09meVまで狭くなることが分かった。実験的にはエネルギー分解用にSi888非対称反射を起こす2つの結晶板を(+、+)配置にすることにより0.7meVの分解能をもつものを作製し、新型モノクロメーターの動作特性を調べた。いまのところ所期の結果は得られていないが、新型モノクロメーターの加工、ゴニオメーターの微小角回転などの精度的な改良により新型のモノクロメーターは実現するものと期待している。

研究成果

• [文献書誌] T.Harami: "Inelasstic X-ray Scattering by Electrons and Nuclei in Hemoglobin Solution" Proceeding of ICAME'97. (in press). (1997)
• [文献書誌] T.Mistui: "Time Spectra of the Nuclear Forward Scattring from an ^<57>FeBO_3 Single Crystal Exposed to the RF Magnetic Field Synchronized with Synchrotron Radiation" Proceeding of ICAME'97. (in press). (1997)
• [文献書誌] Y.Kunimune: "Two-Photon Correlations in X-rays from a Synchrotron Radiation Source" J.Synchrotron Rad. 4. 199-203 (1997)
• [文献書誌] T.Mitsui: "Mossbauer Time Spectra of the Nuclear Forward Scattring form Coherently Vibrating Resonant Nuclei" Jpn.J.Appl.Phys. (1997)
• [文献書誌] 菊田 〓志: "SRX線の2光子相関" 放射光. 10,No.2. 218-224 (1997)
• [文献書誌] S.Kikuta: "X-Ray Crystal Component with a Bragg Angel near π/2 and its Applications" Proceedings of the 6th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation. (in press). (1997)
• [文献書誌] Y.Yoda: "X-Ray Parametric Scattering by a Diamond Crystal" Proceedings of the 6th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation. (in press). (1997)