デバイス界面原子配列の可視化のためのＸ線定在波法の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23600018
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 坂田 修身 独立行政法人物質・材料研究機構, 高輝度放射光ステーション, ステーション長 (40215629)
• 連携研究者: 中村 将志 千葉大学, 大学院工学研究科, 助教 (70348811)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 硬X線定在波 / 界面原子配列構造 / シンクロトロンX線回折 / 動力学的X線回折 / 高平行Ｘ線 / マイクロメータX線ビーム / 非破壊構アトミックスケール造解析

研究概要

1または2個のシリコン0 0 4チャンネルカット結晶、モニタースタビライザフィードバックシステム、水平集光型の屈折レンズ、および、スリットから成る光学系を作製した。入射Ｘ線エネルギー12.4 keVに対して、鉛直面内の発散角は1.3 arc se、水平面内のビーム幅は約2-5 μmと評価した。硫酸溶液中の金単結晶表面とサファイア単結晶基板上の薄膜やナノワイヤーを試料とし、基板の金単結晶やサファイア単結晶から完全結晶に対するX線動力学的曲線が得られた。この成果から、結晶性の高い特別な基板ではなくふつうに入手できる金属結晶や酸化物結晶の界面構造の解析にX線定在波法を適用できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] X線回折法で表界面・薄膜・ナノ構造で何が分かるか/ Surface, thin film, and nano structural information obtained using x-ray diffraction (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂田修身
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: Vol.33 ページ: 492-500
  • 査読あり
• [学会発表] Application of Hard X-ray Standing Waves to Structural Analysis of a Au (1 1 1) Substrate Surface (2013)
  • 著者名/発表者名: O. Sakata, M. Nakamura.
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20130916-20
• [学会発表] Hard x-ray standing waves using a horizontal focusing lens and its application to a sapphire substrate and a gold electrode (2012)
  • 著者名/発表者名: Osami Sakata, Yasuhiko Imai, Masashi Nakamura, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto.
  • 学会等名: SXNS12 (The 12th International Conference on Surface X-ray and Neutron Scattering)
  • 発表場所: Hyatt Regency Kolkata, India
  • 年月日: 20120725-28
• [学会発表] Application of hard x-ray standing waves to an interface structural analysis of ultrathin NiO nanostripes on a sapphire single crystal (2012)
  • 著者名/発表者名: Osami Sakata, Yasuhiko Imai, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto.
  • 学会等名: STAC6 (The 6th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics)
  • 発表場所: メルパルク横浜
  • 年月日: 20120626-28
• [学会発表] 表面界面に埋め込まれたナノスケール薄膜・ナノワイヤーの定量的構造研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂田修身
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2012-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] ふつうの結晶性基板との界面の構造解析に硬X線定在波法を適用する試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂田修身、今井康彦、中村将志
  • 学会等名: 日本結晶学会年会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-11-25
• [備考]
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/SAKATA_Osami-j.html
• [備考]
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/SAKATA_Osami-e.html
• [備考]
  • URL: http://www.researcherid.com/rid/H-2621-2011