2016 Fiscal Year Research-status Report
固体アルゴンを用いた「水の窓」3nm帯連続発生軟X線源の研究
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26390113
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
天野 壮 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 助教 (50271200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 修治 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (90135757)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 水の窓 / 軟X線 / レーザープラズマ / 固体アルゴン / 連続発生X線 / 放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルゴンプラズマによる「水の窓」と呼ばれる3nm帯の連続発生軟Ｘ線源の光源特性を研究し、その応用を示して放射光光源に代わる実用的小型光源である事を実証する。初年度は、開発された固体アルゴン「水の窓」3nm帯軟X線源を連続運転して、100mW以上の平均出力発生に成功した。次年度もスペクトル特性やイオン特性を引き続き調べ、より詳細にその光源特性を明らかにした。その結果、レーザー強度5×1012W/cm2の時、最大変換効率は14%と向上した。さらに、この高出力軟X線を効率良く集光して応用実験に用いるために、NiCr/V2O5多層膜エリプソイダル軟X線集光ミラーを採用した3nm帯軟X線集光加工システムを完成させた。
本年度は先ずこの軟X線集光システムの評価を行った。即ち、ミラー焦点にエネルギー検出器を置き絶対エネルギー値を測定して、その値がミラーシステムの設計値通りである事を確認した。このことよりシステム設計則が確立できて、将来より反射効率の良いニッケル全反射ミラーに代えた時の増大出力予測が可能となった。次に集光スポット径のバーンパターンを測定し、軟X線集光強度が7kW/cm2である事を確認した。ここで用いた測定方法は比較的エネルギー密度の低い軟X線の微小径スポットのバーンパターンを得る方法で新たな技術が確立できた。
このミラー焦点位置にPMMAサンプルとニッケルメッシュ(2000line/inch)によるコンタクトマスクをおいて、連続発生集光軟X線パルスによる微細加工を行った。また、テフロン、DLCサンプルでもコンタクトマスク法による軟X線加工実験を行なった。いずれの材料でも数ミクロンサイズの微細加工に成功した。
以上の応用実験を通して、目標通りに本「水の窓」3nm帯連続発生軟Ｘ線源が実用的小型光源である事を実証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
大きなトラブルは起こらず多少の実験上の変更はあったものの、計画通り研究を進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初予定していた実験計画はほぼ遂行できたので、今後は成果のまとめを行い国際学会での講演発表と論文化を行う。
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| Causes of Carryover |
X線ミラーのリモート制御微調整機構を省いたり（結果として無くても性能が維持できた）、既存の中古品を活用して節約した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
外国（プラハ）開催の国際学会における招待講演への旅費と故障した真空ポンプの修理費に充当する。
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