| 研究課題/領域番号 |
09480094
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
成田 正邦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00001313)
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| 研究分担者 |
藤田 文行 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10002312)
澤村 晃子 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30001316)
松本 正 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10001314)
澤村 貞史 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70002011)
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| キーワード | パラメトリックスX線 / 単色X線 / 波長可変 / Si単結晶 / 相対論的速度の荷電粒子 / 電子線型加速器 / 面方位 / K吸収端 |
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| 研究概要 |
相対論的速度の荷電粒子を結晶に入射すると、X線回折におけるブラッグ条件を満たす角度方向に回折X線(パラメトリックX線、PXR)が放出される。3年間にわたった本研究では、電子線型加速器(ライナック)によりPXRを発生し、その特性を理論ならびに実験的に検討し、良質で波長可変の単色硬X線場の作成のための基礎的なデータを求めた。またPXRの物性研究や他の分野への応用の検討を行った。
今年度は主にSi単結晶の厚さを変えたときのPXRの特性の変化について求めた。結晶の厚さは200、300、400、500、および625μmである。PXR計数率は、厚い結晶ほど大きくなることが確認された。結晶表面はすべて(100)面であるが、結晶回転角を変えてPXRの計数率の角度分布を求めると、結晶により最大計数率を示す角度位置に差が生じた。しかしPXRエネルギーで整理すると、すべての試料で最大計数を示すエネルギーは一致し、その値は想定されるブラッグ角に対するPXRエネルギーであった。これは個々の結晶表面の面方位のわずかな違いが測定値に反映したものであり、この特性を利用することにより、半導体ウェーハーのポリッシュ面のオフ角(想定しているポリッシュ面と実際のポリッシュ面の傾斜角)の制度良い決定ができる。一般に、市販ウェハーの面方位精度は±0.5゜であるが、PXRによりもう一桁精度良く決定できる。これにより現在マイクロエレクトロニクスの分野で注目されている量子細線デバイスの特性評価への利用が期待できる。
今一つの利用例として、得られたPXRのエネルギー、エネルギーの拡がり、強度などから、Zr、Nb、MoのK吸収端近傍の減衰係数の測定を行った。良好な結果が得られた。この測定はK吸収端物質の同定や分布測定への発展が期待できる。またこの測定を通してPXRのエネルギー単色性の評価ができる。
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