X線自由電子レーザー用シンチレータ開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11J03658
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 山ノ井 航平 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助教
• キーワード: シンチレーター / 結晶工学 / X線自由電子レーザー

研究概要

本年度はZnO結晶の空間分解能の評価を行った。実験は原子力研究開発機構の関西光科学研究所で行われた。軟X線レーザーをフレネルゾーンプレートを用いてZnO結晶に集光しその発光の計測を試みた。
軟X線レーザーの最小スポットは1㎛程度であることが過去の研究でわかっているため、照射されたZnO結晶の発光スポット径を計測することにより、発光による径の広がり(にじみ)がわかる。結果として、最小のスポット径は約5㎛であった。計測に用いた拡大光学系の分解能は3㎛と見積もられるため、これはZnO結晶の発光にじみにより、5pmに広がったと考えられる。つまり、ZnO結晶の空間分解能は5㎛という結論に至った。これは、既存のX線カメラと比べても遜色ない結果と言える。一方で、この広がりの原因はZnO結晶中の自由励起子の拡散が原因の一因であると考えられる。近年では量子閉じ込め状態の半導体などの特殊な環境でのみ、このような励起子拡散が観測されているが、バルクの半導体結晶から観測された例はなく、物性としても興味深い。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

研究成果

• [雑誌論文] Spatial Resolution Evaluation of ZnO Scintillator as a In-situ Imaging device in EUV Region (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomonaru Nakazato
  • 雑誌名: Nuclear Science, IEEE Transactions on 巻: 61 ページ: 462-466
  • DOI: 10.1109/TNS.2013.2286831
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-Resolved Pump and Probe Experiment for Wide-Gap Semiconductors Using Free Electron Laser and Synchronously-Operated Femtosecond Laser (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohei Yamanoi
  • 雑誌名: Japanese Journal of applied physics 巻: 52 ページ: 40-203
  • DOI: 10.7567/JJAP.52.040203
  • 査読あり
• [雑誌論文] High spatial resolution ZnO scintillator for an in situ imaging device in EUV region
  • 著者名/発表者名: Ren Arita
  • 雑誌名: Optical Materials 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] Development of High Spatial Resolution Imaging Device for Soft X-ray Laser with ZnO Scintillator (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Hori
  • 学会等名: 12th International Conference on Inorganic Scintillators and Their Applications
  • 発表場所: Shanghai China
  • 年月日: 20130415-19