スピンコントラスト中性子反射率法による埋もれた界面の研究

Spin contrast variation neutron reflectometry for buried interface

熊田 高之   ; 三浦 大輔*; 阿久津 和宏*; 鳥飼 直也*; 新関 智丈*

Kumada, Takayuki; Miura, Daisuke*; Akutsu, Kazuhiro*; Torikai, Naoya*; Niizeki, Tomotake*

透過率の高い中性子線を用いて反射率測定を行うと多層膜中に埋もれた界面の構造を決定できるというアイデアに基づき、これまで多くの測定が行われ成果が発表されてきた。しかしながら、従来の反射率法は原理的に多層膜における複数の面からの反射を識別することができない。さらに、ソフトマテリアルの多層膜試料などでは、成分間の絡み合いにより界面がぼやける結果その反射信号強度が弱まり試料および基板表面からの強い信号に隠れてしまうことが多々ある。スピンコントラスト変調中性子反射率法は、中性子の水素核に対する散乱能が互いのスピン方向に強く依存する性質を用いた測定法である。本手法を用いると、複数の面からの散乱成分を識別することができる。また、従来法では試料や基板表面からの強い反射信号に埋もれて見えなかった埋もれた界面の構造情報を抽出することができる。本講演では偏極性能を向上した核偏極装置を用いた最新の結果を交えて本測定法のメリットと今後の研究の方向性を紹介する。

Scattering of neutrons against protons remarkably depends on relative direction of their spins. Spin contrast variation is a technique to determine structure of composite materials using the polarization-dependent neutron scattering against proton. Recently, we have developed the first SCV neutron reflectivity technique for structural analysis of multilayer films. Structure of multilayer films can be determined from the proton-polarization dependent polarized neutron scatterings.