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Fabrication of multilayer mirrors consisting of oxide and nitride layers for continual use across the K-absorption edge of carbon

酸化物及び窒化物を用いた炭素のK殻吸収端領域用多層膜反射鏡の製作

石野 雅彦; 依田 修

Ishino, Masahiko; Yoda, Osamu

炭素のK殻吸収端(4.4nm)近傍で高い反射率を有する多層膜反射鏡の開発を開始した。理論計算から、成膜物質として重元素層にコバルト酸化物(Co$$_3$$O$$_4$$)、軽元素層にシリコン酸化物(SiO$$_2$$)及び窒化ホウ素(BN)を見いだし、イオンビームスパッタリング法により、Co$$_3$$O$$_4$$/SiO$$_2$$多層膜及びCo$$_3$$O$$_4$$/BN多層膜の成膜を行った。Cu$$K$$$$_{alpha1}$$線を用いたX線回折測定及び高分解能断面透過電子顕微鏡(TEM)観察による構造評価の結果、Co$$_3$$O$$_4$$/SiO$$_2$$多層膜は一様で安定な膜構造を有し、各層の膜厚も小さくできることがわかった。しかし、Co$$_3$$O$$_4$$/BN多層膜では、重元素層中のCo$$_3$$O$$_4$$層が凝集し、膜構造が乱れ、多層膜反射鏡として不都合なことがわかった。Co$$_3$$O$$_4$$/BN多層膜の構造改善を目的として、Co$$_3$$O$$_4$$にクロム酸化物(Cr$$_2$$O$$_3$$)を添加した混合酸化物(Mix)を導入し、Mix/BN多層膜の成膜を行った。構造評価の結果、Mix/BN多層膜はCo$$_3$$O$$_4$$/BN多層膜に比べて安定な層構造を有し、Co$$_3$$O$$_4$$/SiO$$_2$$多層膜と同様に、軟X線多層膜反射鏡として有望であることを見いだした。

The development of multilayer mirrors for continual use around the K-absorption edge of carbon (4.4 nm) has been begun. Co$$_3$$O$$_4$$, SiO$$_2$$, and BN are found to be suitable for multilayer mirrors based on theoretical calculations for wavelengths around the carbon K-absorption edge region. X-ray reflectivity curves with Cu$$K$$$$_{alpha1}$$ X rays of the fabricated Co$$_3$$O$$_4$$/SiO$$_2$$ multilayers have sharp Bragg peaks and the layer structures evaluated from TEM observations are uniform. On the other hand, the Bragg peaks of Co$$_3$$O$$_4$$/BN multilayers split and aggregated Co$$_3$$O$$_4$$ is observed. To improve the Co$$_3$$O$$_4$$ layer structure, Cr$$_2$$O$$_3$$ was mixed into Co$$_3$$O$$_4$$. The mixed oxide layer structure in the Mix/BN multilayer (Mix = Co$$_3$$O$$_4$$ + Cr$$_2$$O$$_3$$) is relatively uniform and the Bragg peaks do not split.

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パーセンタイル:8.6

分野:Optics

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