Enhancement of diffraction efficiency of laminar-type diffraction gratings overcoated with diamond-like-carbon (DLC) in soft X-ray region

軟X線領域におけるダイヤモンドライクカーボン(DLC)の上塗りによるラミナー型回折格子の回折効率の向上

小池 雅人; 今園 孝志; 長野 哲也*; 笹井 浩行*; 大上 裕紀*; 米澤 善央*; 倉本 智史*; 寺内 正己*; 高橋 秀之*; 能登谷 智史*; 村野 孝訓*

Koike, Masato; Imazono, Takashi; Nagano, Tetsuya*; Sasai, Hiroyuki*; Oue, Yuki*; Yonezawa, Zeno*; Kuramoto, Satoshi*; Terauchi, Masami*; Takahashi, Hideyuki*; Notoya, Satoshi*; Murano, Takanori*

鋼中の微量元素のひとつであるホウ素(B)は焼入れ性を向上させるために重要な元素であり、ppmレベルの検出ならびに詳細な電子構造解析への強い要望がある。著者らはB-K発光(6.76nm)周辺の波長域において従来の金等の金属単層膜を用いたラミナー型回折格子の回折効率を飛躍的に高める新しい物理現象に基づく方法を発見した。この現象は、全反射の起きる斜入射領域において、格子溝上の金属層上にさらに消衰係数の小さい(透明な)高密度材料膜を一定の厚さ形成することにより発現する。この膜は、真空と金属層の中間の屈折率を有することが望ましい。高密度のダイヤモンドライクカーボン(DLC)は、この基準を満たす有望な候補の一つである。入射角を87とし波長3.58.5nmの領域で、高い回折効率が得られるDLCの最適な厚さと密度を計算で求めた結果、それぞれ、24nmおよび3.1g/cmであった。このDLC膜は各種の物理的推積法で生成できる。計算の結果、6.76nmでの回折効率は、Niの15.6%やAuの14.1%から大幅に向上し29.7%まで到達することが期待される。

Born is a trace element to improve quenching characteristics in steel. In order to detect the B-K emission band at around 6.76 nm more efficiently, we performed a feasibility study to enhance the diffraction efficiency of laminar-type diffraction grating based on a newly discovered physical phenomenon in the region of total reflection. The phenomenon is embodied as a transparent high-density material layer overcoated on a metal layer on grating grooves. The material should have intermediate diffractive index of vacuum and the metal layer. We found that high density diamond-like-carbon (DLC) is a one of the best material and simulated the diffraction efficiency in a spectral region of 3.58.5 nm. The optimum thickness and density of DLC are 24 nm and 3.1 g/cm, respectively, for an incidence angle of 87. Then the first order diffraction efficiency is expected to achieve up to 29.7 %, which is improved from 15.6 % for Ni or 14.1 % for Au, at 6.76 nm.