Development of spin-contrast-variation neutron reflectometry for the structural analysis of multilayer films

スピンコントラスト変調中性子反射率測定法による複数の表面界面構造の決定

熊田 高之   ; 阿久津 和宏*; 大石 一城*; 森川 利明*; 河村 幸彦*; 佐原 雅恵*; 鈴木 淳市*; 鳥飼 直也*

Kumada, Takayuki; Akutsu, Kazuhiro*; Oishi, Kazuki*; Morikawa, Toshiaki*; Kawamura, Yukihiko*; Sahara, Masae*; Suzuki, Junichi*; Torikai, Naoya*

スピンコントラスト変調中性子反射率法を用いて高分子膜の測定を行った。ポリスチレン薄膜の測定においては核偏極に従って変化する反射率曲線は全て同一の構造因子を用いて綺麗に再現することができた。本結果は、スピン拡散機構によって表面や界面を含めて試料が均一に偏極していることを示したものであり、本手法から構造因子を高い信頼性をもって得られることを担保する結果となった。また、ミクロ相分離したブロック共重合体の測定では、核偏極によって特定の界面構造が選択的に得ることができることを示した。

We developed a technique of spin-contrast-variation neutron reflectometry (SCV-NR). Polarized-neutron reflectivity curves of film samples vary as a function of their proton-polarization P. The P-dependent reflectivity curves of a polystyrene film was precisely reproduced using a common set of structure parameters and the P-dependent neutron scattering length. The reflectivity curve of poly (styrene-block-isoprene) (PSPI) presented a shoulder attributed to holes with the depth corresponding to one period of periodic lamellae on the free surface only at a specific P. In this way, structural information about specific surfaces or interfaces can be obtained by controlling the P.