2018 Fiscal Year Annual Research Report
電気化学反応の精密制御による電鋳プロセスの高精度化
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18J23036
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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山口 豪太 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 電鋳 / X線ミラー / めっき / 超精密加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
第一年度では、銅電鋳法における転写面粗さ・形状転写精度に関する基礎研究と、軟X線自由電子レーザー集光用銅製回転楕円ミラー作製とその光学性能評価に関する応用研究を中心に研究を進めた。
銅電鋳法における転写面粗さに関する研究では、めっき時の電流密度・膜厚が転写面粗さに与える影響を、原子レベルに平滑なガラス製基板を母型として使用し調査した。めっき条件に応じて、転写面粗さは数オングストロームから数十オングストローム（RMS）の範囲で大きく変化することがわかった。さらに、めっき皮膜の構造と転写面粗さの関係が示唆された。本研究の成果をまとめ、電気加工学会において発表した。
銅電鋳法における形状転写精度に関する研究では、液組成・電流密度が転写面粗さに与える影響を、高精度に加工されたロッドレンズを母型として使用し調査した。真円度測定機により測定されたロッドレンズ外面・転写サンプル内面の形状を比較することで形状転写精度を評価し、X線回転体ミラー作製のための条件を検討した。
これまでの転写面粗さ・形状転写精度に関する基礎研究をもとに、銅電鋳法を用いて軟X線自由電子レーザー集光用銅製回転楕円ミラーを作製し、X線自由電子レーザー（XFEL）施設であるSACLAにおいて、ミラーの光学性能を評価した。銅製回転楕円ミラーにより1 μm前後の微小集光を達成し、高空間分解能な測定に応用可能であることを示した。本研究の成果をまとめ、Optics & Photonics Japan 2018と第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウムにおいて発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究は、電鋳法の高精度化とX線回転体ミラー作製への応用を目的に研究を行っている。第一年度では、転写面粗さ・形状転写精度に関する基礎研究およびミラー作製とその光学性能評価に関する応用研究を行った。めっき条件が転写面粗さ・形状転写精度に与える影響を定量的に明らかにし、電鋳法の高精度化に向けて着実に研究を進めている。さらに、基礎研究にとどまらず、X線自由電子レーザー（XFEL）施設であるSACLAにおいて実際に作製したミラーの光学性能を評価し開発したプロセスの優位性を示すなど、期待以上の研究の進展があった。
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| Strategy for Future Research Activity |
X線ミラーの光学性能向上のためには、粗さ・形状両者のさらなる改善が必要である。第二年度では、第一年度における転写面粗さ・形状転写精度に関する基礎研究により得られた成果を踏まえ、ミラー作製プロセスの粗さ・形状改善に取り組む。改善された手法により回転楕円ミラー・ウォルターミラーを作製し、50 ~ 300 eVにおける集光径・反射率の評価実験を行う。本実験により、粗さ改善による反射率の変化、および集光光学素子として適用可能な波長領域の確認を行い、プロセス改善の効果を評価する。
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Research Products
(4 results)
