薄膜構造変化の実時間追跡のための時分割X線反射率法の開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360023
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 松下 正 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 名誉教授 (40092332)
• 研究分担者: 飯田 厚夫 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (10143398) ; 野村 昌治 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (70156230) ; 稲田 康宏 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (60242814) ; 桜井 健次 物質・材料研究機構, 量子ビームセンター, グループリーダー (00354176) ; 石井 真史 物質・材料研究機構, 量子ビームセンター, 主任研究員 (90281667) ; 雨宮 慶幸 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (70151131)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: ビーム応用 / 時分割測定

研究概要

測定中に機械的運動を何ら必要とせずに鏡面X線反射率曲線プロファイル全体を同時に測定し、サブ秒~ミリ秒の時分割測定を可能とする方法を開発した。これを用いシリコン基板上のアゾベンゼンを分子中にもつ光応答高分子LB膜(6Az10PVA ; 9層)を形成し、波長375nmの紫外レーザー(CW、8mW)光を照射しながらX線反射率曲線を測定したところ、紫外光照射後10分程度からX線反射率曲線に変化が現れることを観測できた。また、液体表面(エチレングリコールおよび水)からのX線反射率曲線の測定に成功し、水中に球状タンパク質分子を注入するとタンパク質分子が水面でunfoldingを起こすことによるX線反射率曲線の時間変化を観察できた。

研究成果

• [雑誌論文] Simultaneous Multiwavelength Dispersive X-ray Reflectometer For Time-Resolved Reflectometry (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Matsushita, E. Arakawa, Y. Niwa, Y. Inada, T. Hatano, T. Harada, Y. Higashi, K. Hirano, K. Sakurai, M. Ishii, M. Nomura
  • 雑誌名: The European Physical Journal Special Topics 167 ページ: 113-119
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Speed X-ray Reflectometory in Multiwavelength-Dispersive Mode (2008)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Matsushita, Yasuhiro Niwa, Yasuhiro Inada , Masaharu Nomura, Masashi Ishii, Kenji Sakurai, Etsuo Arakawa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 92 ページ: 024103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Curved crystal X-ray optics for a new type of high speed, multiwavelength dispersive X-ray reflectometer (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Matsushita, Y. Inada, Y. Niwa, M. Ishii, K. Sakurai, M. Nomura
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser. 83 ページ: 012021
  • 査読あり
• [学会発表] 傾斜膜厚(laterally graded)多層膜ポリクロメーターを用いた多波長同時分散型X 線反射率計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松下正, 荒川悦雄, 羽多野忠, 原田哲男, 東保男, 平野馨一
  • 学会等名: 第22回日本放射光学会年会・放射光合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパスZ
  • 年月日: 2009-01-11
• [学会発表] 多層膜分光光学系を用いた多波長同時分散型X線反射率計 -試作とテスト実験- (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下正, 荒川悦雄, 羽多野忠, 原田哲男, 東保男, 平野馨一
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛知県春日井市 中部大学
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] Quick X-ray reflectometory in simultaneous multiwavelength dispersive mode (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Matsushita, E. Arakawa, Y. Niwa, Y. Inada, T. Hatano, T. Harada, Y. Higashi, K. Hirano, K. Sakurai, M. Ishii, M. Nomura
  • 学会等名: The general Assembly of International Union of Crystallography
  • 発表場所: 大阪中ノ島、国際コンベンションセンター
  • 年月日: 2008-08-24
• [学会発表] Simultaneous Multiwavelength Dispersive X-ray Reflectometer For Time-Resolved Reflectometry (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Matsushita, E. Arakawa, Y. Niwa, Y. Inada, T. Hatano, T. Harada, Y. Higashi, K. Hirano, K. Sakurai, M. Ishii, M. Nomura
  • 学会等名: The 10^<th> International Conference on Surface X-ray and Neutron Scattering
  • 発表場所: France, Paris, Soleil
  • 年月日: 2008-07-04
• [学会発表] 鏡面X線反射強度曲線の時分割測定の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下正, 荒川悦雄, 丹羽尉博, 稲田康宏, 石井真史, 桜井健次, 野村昌治, 平野馨一
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪(近畿大学)
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 鏡面X線反射率曲線の時分割測定を目指した新しい測定法の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下正、丹羽尉博、稲田康宏、荒川悦雄、石井真史、桜井健次、野村昌治
  • 学会等名: 第21回日本放射光学会年会・放射光合同シンポジウム
  • 発表場所: 草津(立命館大学)
  • 年月日: 2008-01-13
• [学会発表] High-Speed, Multiwavelength Dispersive X-ray Refelctometer Utilizing Curved Crystal Polychromator (2007)
  • 著者名/発表者名: 松下、丹羽、稲田、石井、桜井、野村、荒川
  • 学会等名: Second Asia-Oceania Forum for Synchrotron Radiation Research
  • 発表場所: 新竹(Hsinchu)、台湾
  • 年月日: 20071101-2
• [学会発表] X線鏡面反射強度曲線の時分割測定をめざした新しい測定法の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松下、丹羽、稲田、石井、桜井、野村
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス
  • 年月日: 20070921-24
• [学会発表] quickのための装置技術 : ポリクロメーターを用いた新しい反射率測定技術 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松下
  • 学会等名: 第68回応用物理学会学術講演会 シンポジウム X線・中性子によるquick反射率法の展望-表面や埋もれたナノ構造の変化を追う(III)
  • 発表場所: 北海道工業大学
  • 年月日: 20070904-08
• [学会発表] X線反射率の高速測定法の開発-彎曲結晶ポリクロメーターを用いた新しい方法, Development of a high speed X-ray reflectometer- a new approach utilizing a curved crystal polychromator (2007)
  • 著者名/発表者名: 松下
  • 学会等名: 埋もれた界面のX線・中性子解析に関するワークショップ2007('Buried' Interface Science with X-rays and Neutrons 2007)(社)応用物理学会 埋もれた界面のX線・中性子解析グループ・東北大学金属材料研究所共催
  • 発表場所: 東北大学金属材料研究所
  • 年月日: 20070722-24