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今園 孝志; 佐野 一雄*; 小池 雅人
AIP Conference Proceedings 1465, p.28 - 32, 2012/07
被引用回数：1 パーセンタイル：46.45(Physics, Applied)In our previous study, a dedicated apparatus for complete polarization analysis (Soft X-Ray Polarimeter and Ellipsometer: SXPE) had been developed. It was installed at BL-11, SR Center, Ritsumeikan University. It was successful that the linear polarization degrees of the beamline in the wavelength range of 12.5-14.8 nm were determined quantitatively along with the evaluation of the polarization characteristics of Mo/Si multilayers used as the polarizers. Unfortunately, there were some problems on the SXPE denoted as follows: the difficulty of the alignment; anxiety of the shortage of torque of rotational stages comparing with the imposed massive load; limitation of the size of a polarizing element up to 15 
15 5t mm
. To solve these issues, the SXPE was thoroughly improved, and then a re-evaluation of the linear polarization degree at a wavelength of 13.9 nm was performed by using the improved SXPE equipped with newly fabricated Mo/Si multilayer polarizers. The result was good agreement with the theoretical value, as well as the previous result.
今園 孝志; 森谷 直司*; 原田 善寿*; 佐野 一雄*; 小池 雅人
AIP Conference Proceedings 1465, p.38 - 42, 2012/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.13(Physics, Applied)Since 2000, the evaluation beamline for soft X-ray optical elements, BL-11, at SR Center of Ritsumeikan University, has been operated to measure the wavelength and angular characteristics of absolute reflectivity (or diffraction efficiency) of soft X-ray (SX) optical devices in a wavelength range of 0.65-25 nm. It is important to calibrate and assign wavelength, intensity, and polarization of the light introduced into a reflecto-diffractometer (RD) at BL-11 along with the evaluation of the characteristics of optical element samples. Not the beam intensity of the zero-th order light (BM0) but that of the monochromatized first order light (BM1) should be measured for the normalization of the incident beam intensity. It is because there should be an obvious linear relationship between the two values of BM1 and the signal intensity (ID) from a detector equipped in the RD. A new beam intensity monitor based on total electron yield (TEY) method has been installed just before the RD. It has been found out that the correlation coefficient between the signals obtained by the beam monitor and that by the detector (a photodiode) of RD has been estimated to be 0.989. It indicates that the new beam intensity monitor provides accurate real time measurement of the incident beam intensity.
今園 孝志; 小池 雅人; 河内 哲哉; 長谷川 登; 小枝 勝*; 長野 哲也*; 笹井 浩行*; 大上 裕紀*; 米澤 善央*; 倉本 智史*; et al.
Applied Optics, 51(13), p.2351 - 2360, 2012/05
被引用回数：12 パーセンタイル：52.47(Optics)電子顕微鏡に搭載するための汎用軟X線平面結像型分光器用ラミナ型及びブレーズ型ホログラフィック不等間隔溝球面回折格子を設計・作製・評価した。放射光を用いて実施した入射角86.00
におけるラミナ型マスター及びレプリカ回折格子の絶対回折効率は50
200eV領域で5%超を示す一方、ブレーズド型の場合は8%超であった。それぞれの最大回折効率は、22%, 2627%であった。レーザープラズマ光源を用いた分解能実験により、すべての回折格子の分解能がLiの
発光スペクトルのエネルギー(約55eV)で700以上であることがわかった。また、透過型電顕に搭載した分光器を用いて金属Liのスペクトルを高い分解能で計測することに成功した。
emission spectrum of Li今園 孝志; 小池 雅人; 河内 哲哉; 長谷川 登; 小枝 勝*; 長野 哲也*; 笹井 浩行*; 大上 裕紀*; 米澤 善央*; 倉本 智史*; et al.
Memoirs of the SR Center Ritsumeikan University, (14), p.131 - 144, 2012/05
汎用電子顕微鏡に搭載することが可能な504000eV領域をカバーする波長分散型軟X線平面結像分光器の研究開発を行っている。当該領域を四分割(50200eV、155-350eV、300-2200eV、2000-4000eV)し、一つの共通する分光器に搭載できるようそれぞれ最適化したホログラフィック不等間隔溝球面回折格子の設計,製作,評価を行った。リチウム発光スペクトル計測を目的とする50200eV領域の低エネルギー側をカバーする回折格子(溝形状:ラミナ型とブレーズド型)は、全エネルギー領域においてラミナ型で5%超、ブレーズド型で8%超の絶対回折効率であることが放射光による評価の結果明らかになるとともに、Li-スペクトル近傍のレーザープラズマ光源を用いた分解能評価の結果、ラミナ型及びブレーズド型ともに700超であることがわかった。この回折格子を透過型電顕に搭載した分光器を用いて金属Liのスペクトルを高分解能計測することに成功した。
今園 孝志; 小池 雅人; 河内 哲哉; 小枝 勝*; 長野 哲也*; 笹井 浩行*; 大上 裕紀*; 米澤 善央*; 倉本 智史*; 佐野 一雄*
Proceedings of SPIE Europe Optics + Optoelectronics 2011, Vol.8139, p.81390V_1 - 81390V_9, 2011/09
被引用回数：3 パーセンタイル：82.2(Optics)We have been developing a compact wavelength-dispersive soft X-ray spectrometer to be attached to electron microscopes, which places emphasis on the low energy region for the demanding analysis of the Li- emission spectrum in the development of lithium-ion batteries. For this purpose, a flat-field holographic spherical grating was designed employing aspheric wavefront recording system. Laminar and blazed master (LM and BM) gratings and their respective replica (LR and BR) gratings were fabricated by holographic exposure and ion-beam etching methods. Absolute diffraction efficiencies in an energy range of 50-200 eV were measured. The first order diffraction efficiencies of the LM gratings were 5-20% in the measured energy range and 6-9% at 54.3 eV. Those of the BM gratings strongly depended on the blaze angles and they were 5-27% and 11%, respectively. Both LR and BR showed the comparable efficiencies with their respective master gratings.
今園 孝志; 佐野 一雄*; 小池 雅人
Memoirs of the SR Center Ritsumeikan University, (13), p.145 - 156, 2011/06
The optical characteristics of soft X-ray (SX) optical devices have been evaluated by using an evaluation beamline for SX optical elements (BL-11) at SR Center of Ritsumeikan University. Most recent activities are as follows: development of multilayer gratings in the keV region; fabrication and evaluation of spherical normal-incidence multilayer mirrors for a SX laser, reflection mapping of multilayer mirrors used in EUV lithography instruments; determination of Stokes parameters of light by complete polarization analysis; comparative measurement of the diffraction efficiencies mechanically-ruled and holographic gratings. Here, we report on establishment of a beam intensity monitor in front of the refocusing toroidal mirror of the beamline and improvements of an ellipsometric apparatus for the evaluation of polarizing elements and the polarization state of the incident light.
今園 孝志; 佐野 一雄*; 鈴木 庸氏; 河内 哲哉; 小池 雅人
AIP Conference Proceedings 1234, p.347 - 350, 2010/06
被引用回数：3 パーセンタイル：75.85(Physics, Applied)新規に開発した完全偏光測定のための軟X線偏光解析装置(SXPE)を用いて軟X線ビームラインBL-11(立命館大学SRセンターに設置)の直線偏光度測定を行った。イオンビームスパッタリング法によりSi(111)基板上に成膜したMo/Si多層膜(周期長:10.36nm、周期長に対するMoの膜厚比:0.64、周期数:23,最上層:Si)を反射型偏光子として用いた。BL-11のMonk-Gillieson型不等間隔溝回折格子分光器で入射波長を12.414.8nmに変化させる時、偏光子の入射角を37.5から52.3に変化させた。偏光子の偏光能は入射角に強く依存し、波長14nm近傍で99%以上であることがわかった。これらの偏光子を用いることで、BL-11の直線偏光度は8588%であり、測定波長域においてほとんど一定であることを明らかにした。
今園 孝志; 佐野 一雄*; 鈴木 庸氏; 河内 哲哉; 小池 雅人
Memoirs of the SR Center Ritsumeikan University, (12), p.87 - 100, 2010/05
軟X線領域において偏光実験を実施するための新装置を設計
製作し、立命館大学SRセンターBL-11に設置した。本装置は、6つの独立の駆動軸を駆使することにより、回転検光子法に基づく完全偏光測定のための光学配置を実現できる。本装置の性能試験としてBL-11からの軟X線光源(波長13.9nm近傍)の直線偏光度測定を実施した。偏光子にはイオンビームスパッタリング法によりSi(111)ウェハ上に成膜した2枚のMo/Si多層膜(周期長:10.36nm,周期長に対するMoの膜厚比:0.64,膜総数:46,最上層:Si)を用いた。その結果、波長12.414.8nmの直線偏光度
は8588%であることがわかった。また、偏光子に用いたMo/Si多層膜の偏光能は99%以上(@13.9nm)であり、高い性能を有するX線レーザー用偏光子として利用できることがわかった。これにより、BL-11のがビームラインの建設以来初めて明らかにされるとともに、新装置を利用することで軟X線領域の偏光素子の評価が可能であることが確かめられた。
今園 孝志; 鈴木 庸氏; 佐野 一雄*; 小池 雅人
Spectrochimica Acta, Part B, 65(2), p.147 - 151, 2010/02
被引用回数：2 パーセンタイル：14.6(Spectroscopy)近年磁性体研究,バイオ研究が1keV近辺で盛んとなってきたが、計測の高度化に対応する光学素子の開発が遅れている。この一因に偏光状態まで制御された光学素子評価装置がなかったことが挙げられる。本研究では当該領域の光の偏光状態評価、さらには薄膜や多層膜界面の元素別磁気情報の取得や光学定数の決定等を行うことを目的として、軟X線偏光解析装置を設計・製作した。本装置は、移相子ユニット,検光子ユニットから成る偏光解析ユニットに8つの駆動機構を搭載しており、各ユニットに1個ずつ偏光素子等をマウントできる。高真空対応ステッピングモータによって駆動する駆動軸により、通常の偏光別の反射率・透過率測定のほか、ストークスパラメタによって記述される全偏光パラメータを決定するために必要な測定が可能である。このため、4種類の測定モード((a)反射-反射,(b)透過-透過,(c)透過-反射,(d)反射-透過)にて回転検光子法や回転移相子法が可能である。偏光測定では移相子(又は偏光子)-検光子,磁性材料等の物性評価では試料-検光子(移相子)と、マウントする試料(素子)を適切に選択することによってさまざまな応用研究が可能である。
今園 孝志; 佐野 一雄*; 鈴木 庸氏; 河内 哲哉; 小池 雅人
Review of Scientific Instruments, 80(8), p.085109_1 - 085109_8, 2009/08
被引用回数：18 パーセンタイル：60.16(Instruments & Instrumentation)回転検光子法に基づく軟X線偏光解析装置を開発し、立命館大学SRセンターの軟X線ビームラインに設置した。本装置は独立駆動可能な6軸を使って完全偏光測定が可能な光学配置を実現できる。イオンビームスパッタリング法により作製したMo/Si多層膜偏光子を用いて装置の性能試験を実施した。BL-11の直線偏光度が92eVのとき、87%であることがビームラインの建設以来初めて明らかとなった。
小池 雅人; 石野 雅彦; 今園 孝志; 佐野 一雄*; 笹井 浩行*; 畑山 雅俊*; 竹中 久貴*; Heimann, P. A.*; Gullikson, E. M.*
Spectrochimica Acta, Part B, 64(8), p.756 - 760, 2009/08
被引用回数：9 パーセンタイル：42.95(Spectroscopy)18keV領域で高回折効率を呈するW/CとCo/SiO
多層膜ラミナー型平面回折格子(刻線密度1200本/mm)を開発した。Co/SiO回折格子においては4,6keVでそれぞれ0.41, 0.47、W/C回折格子においては8keVで0.38の高い回折効率を観測した。この特長を利用して1.7keV領域で用いることができる平面結像型分光器用としてMoSiO多層膜を蒸着したラミナー型不等間隔溝球面回折格子を開発した。0.91.8keVでの回折効率は0.050.20であった。また、Hf-M
(1644.6eV), Si-K(1740.0eV), W-M(1775.4eV)の半値全幅は13.7eV, 8.0eV, 8.7eVであった。このことにより、18keV領域での多層膜ラミナー型回折格子の高回折効率性を実証したのみならず数keVでの平面結像型回折格子分光器の利用を可能とした。
小池 雅人; 宮内 真二*; 佐野 一雄*; 今園 孝志
Nanophotonics and Nanofabrication, p.179 - 191, 2009/05
光学近接場技術に基づいた新しいリソグラフィーを用いて製作したラミナー型回折格子の表面にMo/SiO多層膜を蒸着して7600本/mmの多層膜回折格子を製作した。0.72.0nmの波長範囲で回折効率を放射光施設で測定した。その結果、溝深さ3nm,多層膜周期5.33nmの多層膜回折格子は0.70nm(1.77keV),入射角88.020度で0.032, 1.19nm(1.04keV)入射角85.230度で0.016の回折効率を示した。また、実験的,理論的な回折効率の差をDebye-Waller因子により解析を行った。
石野 雅彦; 小池 雅人; 佐藤 二美*; 寺内 正己*; 佐野 一雄*; 笹井 浩行*
Journal of Applied Physics, 104(7), p.073520_1 - 073520_5, 2008/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Applied)近年、機能性デバイス開発や生体観察などが精力的に行われ、これらの分野からは広い光子エネルギー範囲を高いエネルギー分解能でカバーするX線分光器開発が望まれている。われわれは従来の回折格子にかわる広帯域X線分光素子として多層膜回折格子に注目し、8keVまでのX線領域において実用的な効率を持つCo/SiO多層膜回折格子とW/C多層膜回折格子を開発した。これらの多層膜回折格子に加えてCo/Si多層膜回折格子も候補として考えられるが、反射膜となるCo/Si多層膜の界面では大きな拡散層が形成されることが知られている。そこで、拡散層を持つX線多層膜を反射膜に持つ多層膜回折格子の特性を評価するために、Co/Si多層膜回折格子とCo/SiO多層膜回折格子を製作し、構造評価と効率測定を行った。TEMによる試料の断面観察では、欠陥のない良好な構造が確認された。しかし、多層膜回折格子では格子構造だけでなく反射膜の光学定数が回折条件に影響すること、加えてCo/Si多層膜中に形成された拡散層が効率を低下させる原因となっていることを確認した。多層膜回折格子の反射膜として界面に大きな拡散層を持つX線多層膜を用いることには問題がある。
小池 雅人; 今園 孝志; 川添 忠*; 大津 元一*; 佐野 一雄*
電気学会光・量子デバイス研究会資料OQD-08-34, p.15 - 18, 2008/05
放射光や軟X線レーザー等の強力な励起光に加え、局所照射が可能な電子線励起を含め軟X線域での発光現象を利用した計測・研究の必要性が高まっている。このため、数keV領域で使用可能な高効率軟X線発光分光器の開発が必要とされている。発表では著者らが最近開発した軟X線多層膜をコーティングすることで2keV程度までの領域において回折効率を著しく向上させた平面結像多層膜ラミナー型球面ホログラフィック回折格子の設計・製作・評価について述べる。
multilayers for use in the soft X-ray region石野 雅彦; 小池 雅人; 佐野 一雄*
Memoirs of the SR Center Ritsumeikan University, (10), p.131 - 137, 2008/05
Co/SiO多層膜は18keVのX線領域で高い反射率を有することから、X線反射鏡や多層膜回折格子などのX線光学素子への応用が進められている。光学素子を放射光のような高い熱負荷を伴う高輝度X線光源で使用する場合、又は実験装置のベーキング処理を考えた場合、光学素子には高い効率だけでなく高い耐熱性も求められる。そこで、Co/SiO多層膜の耐熱性評価を目的として、Si基板上にイオンビームスパッタリング法により成膜したCo/SiO多層膜に対して600度までの真空加熱処理を行い、熱処理温度に対する多層膜構造と光学的特性の変化を評価した。X線回折測定による構造変化の測定と放射光施設を利用した軟X線反射率測定から、Co/SiO多層膜は400度までの熱処理に対して熱処理前と同様の多層膜構造と軟X線反射率を維持しており、十分実用的な耐熱性を持つことを確認した。
今園 孝志; 石野 雅彦; 小池 雅人; 笹井 浩行*; 佐野 一雄*
Memoirs of the SR Center Ritsumeikan University, (10), p.119 - 130, 2008/05
1.7keV領域で有効な軟X線平面結像型分光器用ラミナー型ホログラフィック多層膜回折格子(刻線密度2400本/mm)を開発した。溝パターンは非球面波露光システムで生成され、反応イオンエッチング法によりラミナー型溝を形成させた。回折格子表面を直列に3つのエリアに分割し、Hf-M, Si-K, W-M線に最適化したMo/SiO
多層膜を各領域に積層した。各エリアにおける1次光の最高回折効率は1820%であった。本回折格子を搭載した平面結像型分光器のエネルギー分解幅は電子衝突型軟X線源(Hf-M, Si-K, W-Mスペクトル)に対して814eVであった。
今園 孝志; 石野 雅彦; 小池 雅人; 笹井 浩行*; 佐野 一雄*
Applied Optics, 46(28), p.7054 - 7060, 2007/10
被引用回数：18 パーセンタイル：64.02(Optics)波長0.700.75nm領域を対象とする軟X線平面結像型多層膜ラミナー型ホログラフィック回折格子(刻線溝本数2400本/mm)を設計・製作した。非球面露光システムを用いて不等間隔溝パターンを生成し、イオンエッチング法によりラミナー型溝を形成した。当該領域(1.7keV)における特性X線(Hf-M, Si-K, W-M)に対して最適化したMo/SiO多層膜を同回折格子表面に光軸上直列に3つ並べて蒸着した。各領域からの回折効率(1次光)は1820%であった。平面結像型分光器に搭載した多層膜回折格子の評価測定において電子衝突型軟X線光源からのHf-M, Si-K, W-M発光スペクトルのバンド幅は814eVを示した。
multilayers for use in the soft X-ray region石野 雅彦; 小池 雅人; 兼平 美香*; 佐藤 二美*; 寺内 正己*; 佐野 一雄*
Journal of Applied Physics, 102(2), p.023513_1 - 023513_5, 2007/07
被引用回数：6 パーセンタイル：26.43(Physics, Applied)Co/SiO多層膜は1keVよりも高エネルギーのX線領域で高い反射率を実現することから、反射鏡や多層膜回折格子などの光学素子への応用が進められている。しかし、光学素子を高輝度放射光のような高い熱負荷を伴う光源で使用する場合や実験装置のベーキング処理などを考えた場合、高い耐熱性も求められるが、Co/SiO多層膜の耐熱性についての知見はない。本研究ではCo/SiO多層膜の耐熱性評価を目的として、Si基板上にイオンビームスパッタリング法によって成膜した多層膜試料に対して100-600
Cの温度で真空加熱処理を行い、熱処理による多層膜構造及び光学的特性の変化を、X線回折測定,軟X線反射率測定、そして透過型電子顕微鏡観察により評価した。その結果、400Cまでの熱処理に対して、多層膜試料は熱処理前の構造と軟X線反射率を維持し、十分実用的な耐熱性を有することを確認した。また、多層膜構造の劣化は500C以上で発生し、Co層の凝集とCo結晶の成長が原因であることがわかった。
小池 雅人; 石野 雅彦; Heimann, P. A.*; 今園 孝志; 竹中 久貴*; 畑山 雅俊*; 笹井 浩行*; Gullikson, E. M.*; 佐野 一雄*
AIP Conference Proceedings 879, p.647 - 650, 2007/01
ホログラフィック法と反応性イオンビームエッチング法により作成されたラミナー型回折格子は少なくとも溝の凸部において初期研磨面の良い面粗さが保存されるため波長と面粗さがほぼ同等のスケールとなる軟X線回折格子として適している。また、この回折格子面上にマグネトロンやイオンビームスパッタリング法により多層膜を蒸着すると回折効率の高い多層膜回折格子が作成できる。幾つかの多層膜材料を用いて多層膜ラミナー型ホログラフィック回折格子を作成し、その回折効率を米国ローレンスバークレー研究所先進光源施設(Advanced Light Source, ALS)BL-5.3.1とBL6.3.2及び立命館大学SRセンタ-BL-11で0.66keVの範囲で回折効率を測定した。回折格子の刻線密度は1200本/mm、溝深さは34nm、デューティ比(凸部の幅/格子定数)は0.40.5、多層膜の周期は6-7nm、総膜層数は60100、有効面積は3636mm
である。その結果W/C多層膜を付加した場合、8keVで38.1%、CoSiO多層膜を付加した場合、4keVで40.9%の回折効率を示した。さらに。これらの高回折効率回折格子の利用として、1-8keV領域を測定領域とする可変偏角不等間隔溝平面回折格子分光器の設計例を示し、実験的に得られた回折効率を取り入れた分光器としてのスループットの見積計算,光線追跡によるシミュレーションの結果から予測される分解能についても議論を行う。
石野 雅彦; Heimann, P. A.*; 笹井 浩行*; 畑山 雅俊*; 竹中 久貴*; 佐野 一雄*; Gullikson, E. M.*; 小池 雅人
Applied Optics, 45(26), p.6741 - 6745, 2006/09
被引用回数：12 パーセンタイル：49.94(Optics)1-8keVのエネルギー領域のX線には、元素の吸収端が数多く存在することから元素分析や物質の構造解析等の分野で広く利用されている。しかし、回折格子分光器は2keVよりも高エネルギーでは効率が極端に減少することから実用上問題が多い。われわれは1-8keVのX線領域において高い効率を実現する回折格子として、多層膜をコーティングしたラミナー型多層膜回折格子の生成と評価を行った。多層膜としては1-8keVで高い反射率が期待できるW/C多層膜及びCo/SiO多層膜を選択し、マグネトロンスパッタリング法及びイオンビームスパッタリング法により回折格子基板上に成膜を行った。そして、回折効率を米国ローレンスバークレー国立研究所の放射光施設であるAdvanced Light SourceのBL5.3.1, BL6.3.2, 立命館大学SRセンターのBL-11、そしてX線回折装置を用いて測定した。その結果、Co/SiO多層膜回折格子が6.0keVにおいて47%の回折効率を、W/C多層膜回折格子が8.0keVにおいて38%の回折効率を示した。このことから、開発した多層膜回折格子は1-8keV領域において十分実用となることを見いだした。これらの測定結果は今まで報告されている効率の中で最も高い値である。そして粗さを考慮した理論計算からCo/SiO多層膜回折格子の粗さを
=0.7-1.3nm, W/C多層膜回折格子の粗さを=0.8-1.0nmと評価した。これは回折格子基板の持つ表面粗さから考えて、妥当な値である。
