| 研究実績の概要 |
４角度偏光子を搭載した偏光カメラを検出器とするPSAR型エリプソメーターを作製した。試料は各種鏡面金属であり,光学窓付き試料室内に設置した。単色あるいは三波長(445,532,633nm)のレーザー光を直線偏光化してから試料表面に照射し、表面膜により楕円化した反射偏光の偏光状態(偏光度Ψおよび位相差Δ)を波長ごとに観察できるように設計した。画像データとして得た偏光状態を行列式(L_out=R(-a)AR(a)SR(-p)PR(p)L_in)に代入し,試料表面の水膜,濃厚塩層,酸化膜の厚さ分布像を高速で取得することに成功した。なお,L_inおよびL_outは入射および検出した光のストークスベクトル,R,P,A,Sはそれぞれ回転子,偏光子,検光子および試料のミュラー行列,pとaは偏光子と検光子の回転角度である。偏光カメラにおいてa＝0,45,90,135°が設定されていることから,機械的な回転光学素子を使わないで,反射偏光のΨ像とΔ像を試料界面(素地,薄膜,環境)の光学定数(屈折率,消衰係数)像あるいは薄膜厚さ像として高速導出可能にした。
本年度は開発したイメージングエリプソメーターを,硫酸ナトリウム水溶液中,動電位アノード分極下にあるFe二元系合金表面のその場観察に適用した。アノード酸化中の界面構造は素地の金属組織に基づき電位により変化する様子の動画撮影に成功した。また,動画(偏光像時間変化)を光学パラメーター像時間変化に変換することに成功した。Fe-6Crの場合,活性態前半におけるCr成分の前不働態,活性態後半における濃厚塩層形成,および不働態化の過渡状態における界面構造の変化が,溶液の屈折率あるいは塩薄膜・酸化膜の厚さの分布・時間の関数となることを示した。Fe-3Siの場合,より高い電位で不働態化するが,活性態後半に現れる濃厚塩層には皺状の厚さムラが現れることを確認した。
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