中性子反射率測定法について; 原理と装置

Neutron reflectometry; The Principle and the instrumentation

武田 全康  ; 松岡 秀樹*

Takeda, Masayasu; Matsuoka, Hideki*

X線や中性子をプローブとする反射率計は、測定対象となる物質の厚さ方向の構造変化を調べる装置であり、表面は言うまでもなく界面のナノ構造をも非破壊的に知ることのできる唯一の実験手法である。X線では物質内部の電子雲の分布という電荷を通して構造を調べるのに対し、中性子は原子核の位置情報から構造を調べる手法であるため、同じ反射率測定であっても得られる情報が相補的であり、両者を組合せることで、X線だけあるいは中性子だけを使っていてはわからない、より詳細な構造情報が得られる場合がある。講演では、水面上の単分子膜,細胞膜の表面モデルの構造を調べる手法として、J-PARC, MLFに設置が進む試料水平型中性子反射率計と組合せることを想定した、中性子だけではなくX線を含む複数のプローブによる同時測定を狙った複合測定システムの概要を紹介するとともに、中性子反射率法の原理と、現在JRR-3で稼働中の中性子反射率計SUIRENの紹介を簡単に行う。

X-ray and neutron reflectometries have been now widely used to determine the depth profile of thin films and artificial multilayers. These two techniques give similar information on the internal layered structures. Both probes, X-ray and neutron, are complementary to each other because X-ray sees the electron cloud around nuclei, while neutron sees the nuclei themselves. Therefore the complement-ary use of both X-ray and neutron reflectometries is very useful and sometimes necessary. In this talk we proposed a new instrument in which several probes such as neutron, X-ray, visible light and so on are used at the same time for the structural analysis of an identical specimen. The base of the instrument is supposed to be a new neutron reflectometer installed at MLF in J-PARC. Brief introduction of the neutron reflectometry and a neutron reflectometer, SUIREN, installed at JRR-3 of Japan Atomic Energy Agency is given.