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Hydrothermal-method-grown ZnO single crystal as fast EUV scintillator for future lithography

次世代リソグラフィー用シンチレーターとして用いられる、水熱合成法により成長させた酸化亜鉛単結晶

中里 智治*; 古川 裕介*; 田中 桃子; 巽 敏博*; 錦野 将元; 山谷 寛*; 永島 圭介; 木村 豊秋*; 村上 英利*; 斎藤 繁喜*; 清水 俊彦*; 猿倉 信彦*; 西村 博明*; 三間 圀興*; 鏡谷 勇二*; Ehrentraut, D.*; 福田 承生*

Nakazato, Tomoharu*; Furukawa, Yusuke*; Tanaka, Momoko; Tatsumi, Toshihiro*; Nishikino, Masaharu; Yamatani, Hiroshi*; Nagashima, Keisuke; Kimura, Toyoaki*; Murakami, Hidetoshi*; Saito, Shigeki*; Shimizu, Toshihiko*; Sarukura, Nobuhiko*; Nishimura, Hiroaki*; Mima, Kunioki*; Kagamitani, Yuji*; Ehrentraut, D.*; Fukuda, Tsuguo*

水熱合成法により成長させた酸化亜鉛の、ニッケル様銀X線レーザー励起による発光の温度依存性を評価した。室温では発光のピーク386nm, 半値全幅15nmであったが、結晶の温度を25Kまで冷却するにつれて発光は短波長シフトし、波長幅も狭くなった。105Kでのストリーク像は寿命0.88nsと2.7nsの2成分で表すことができた。この発光寿命はリソグラフィーに関連した応用研究に用いるのに適切であり、ナノ秒程度の時間幅を持つレーザープラズマEUV光源の評価を行うのに十分な時間スケールである。

The temperature dependence of scintillation properties of a hydrothermal-method-grown zinc oxide (ZnO) emission is investigated using a nickel-like silver laser emitting at 13.9 nm. A broad peak at 386 nm with a full-width at half-maximum (FWHM) of 15 nm at room temperature (298 K) is obtained. The peak position tends to be blue shifted while the FWHM becomes narrower when the crystal temperature is decreased to 25 K. Streak images fitted by a double exponential decay reveal that the measured emission decay at 105 K was $$tau$$$$_{1}$$ = 0.88 ns and $$tau$$$$_{2}$$ = 2.7 ns. This decay time of a few nanoseconds is suitable for lithographic applications and is sufficiently short for the characterization of laser plasma extreme ultraviolet (EUV) sources with nanosecond durations.

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パーセンタイル:87.06

分野:Crystallography

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