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丸山 龍治; 山崎 大; 岡安 悟; 武田 全康; 是津 信行*; 永野 幹典*; 山村 和也*; 林田 洋寿; 曽山 和彦
Journal of Applied Physics, 111(6), p.063904_1 - 063904_10, 2012/03
被引用回数：4 パーセンタイル：17.51(Physics, Applied)Fe/Ge多層膜の界面に薄いSi層を積層させて得られるFe/Si/Ge/Si多層膜を中性子偏極スーパーミラーとして用いた際に、中性子の偏極性能を得るために必要な外部磁場が小さく抑えられることが知られている。このメカニズムを解明するために、中性子偏極反射率,磁化,膜応力測定等を行った。中性子偏極性能を得るために必要な外部磁場の大きさは膜応力の大きさに比例し、Fe/Si/Ge/Si多層膜では膜応力が著しく小さいという結果が得られ、中性子偏極スーパーミラーの成膜において膜応力を減少させることの重要性が示された。さらに、これらの多層膜に対してX線光電子分光測定を行った結果、Fe/Si/Ge/Si多層膜ではSiがGe層全体に分布していることがわかった。SiとGeとは比率によらず固溶体を形成することが知られており、これが膜応力の蓄積を妨げているのではないかと考えられる。
永野 幹典*; 山家 史也*; 山崎 大; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 曽山 和彦; 山村 和也*
Journal of Physics; Conference Series, 340(1), p.012034_1 - 012034_6, 2012/02
J-PARCにおける大強度パルス中性子の高度利用を目指して、中性子集光スーパーミラーの開発を行っている。本研究は、中性子基盤セクションで開発されたイオンビームスパッタ法によるNiC/Ti多層膜形成技術と、大阪大学が開発した数値制御ローカルウエットエッチング法(Numerically controlled local wet etching (NC-LWE))による形状創成技術を適用して、精密表面形状をもつ非球面スーパーミラーを開発するものである。本報告では、長さ400mmの石英ガラス基板を用いNC-LWE法により表面粗さ0.2nmの楕円筒形状を構築し、これにNiC/Tiスーパーミラーを成膜して1次元楕円集光ミラーを試作した。そしてJ-PARC/MLFのNOBORU(BL10)における中性子集光特性測定の結果、中性子集光スポット半値幅0.128mm、中性子集光ゲイン52倍を達成した。
山崎 大; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 曽山 和彦; 永野 幹典*; 山家 史也*; 山村 和也*
no journal, ,
数値制御ローカルウェットエッチング法と表面研磨を組合せた石英基板表面の形状創成と高性能スーパーミラー成膜により、400mmL
100mmWの1次元楕円型スーパーミラーを開発した。ミラー形状は長手方向400mmにわたって楕円,幅方向100mmにわたっては平板である。J-PARC BL10(NOBORU)における集光特性測定では、波長3.5
以上の中性子の集光に成功し、集光サイズ0.20mm.ピーク強度ゲイン52を達成した。また、表面形状測定の結果ミラー成膜後でも楕円表面の形状誤差は3
m(PV)以下、表面粗さは0.2nm(RMS)程度に抑えられており、400mm長さでも非常に高い形状精度を維持していることがわかった。押付け・接着法によっても第1段階として400mmL35mmWの1次元楕円集光ミラーを試作している。この形状測定及び集光特性測定の結果については講演にて報告する。
丸山 龍治; 山崎 大; 岡安 悟; 武田 全康; 是津 信行*; 永野 幹典*; 山村 和也*; 林田 洋寿; 曽山 和彦
no journal, ,
Fe/Ge多層膜の各々の界面に薄いSi層を積層させて得られるFe/Si/Ge/Si多層膜による中性子偏極スーパーミラーでは、中性子の偏極性能を得るために必要な外部磁場が小さく抑えられることが知られている。このメカニズムを解明するために磁化,膜応力及びXPS測定等を行った。その結果、中性子偏極性能を得るために必要な外部磁場の大きさは膜応力の大きさに比例し、Fe/Si/Ge/Si多層膜では膜応力が著しく小さかった。さらに、これらの多層膜に対してXPS測定を行った結果、Fe/Si/Ge/Si多層膜ではSiがGe層全体に分布していることがわかった。SiとGeとは比率によらず固溶体を形成することが知られており、これが膜応力の蓄積を妨げているのではないかと考えられる。以上の実験及び解析結果に関する発表を行う。
山崎 大; 丸山 龍治; 春日井 好己; 原田 正英; 曽山 和彦; 林田 洋寿*; 永野 幹典*; 田畑 雄壮*; 光嶋 直樹*; 山村 和也*
no journal, ,
数値制御ローカルウェットエッチング法による超精密基板加工法と高性能スーパーミラー成膜による非球面スーパーミラーを開発している。400mmの長尺楕円基板にm=4スーパーミラーを成膜することで1次元楕円スーパーミラーを製作し0.128mmの集光幅、集光ゲイン52を達成した。また、2次元集光を目的としてK-Bミラー配置を構築することで0.5mm径の集光に成功した。
山崎 大; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 曽山 和彦; 永野 幹典*; 山家 史也*; 山村 和也*
no journal, ,
NC-LWE法と表面研磨を組合せた石英基板表面の形状創成と高性能スーパーミラー成膜により、400mmL100mmWの1次元楕円型スーパーミラーを開発した。J-PARC BL10(NOBORU)における集光特性測定では、波長3.5以上の中性子の集光に成功し、集光サイズ0,20mm,ピーク強度ゲイン52を達成した。また、表面形状測定の結果ミラー成膜後でも楕円表面の形状誤差は3m(PV)以下,表面粗さは0.2nm(RMS)程度に抑えられており、400mm長さでも非常に高い形状精度を維持していることがわかった。これまでの開発により、mオーダーの1次元集光が可能となった。さらにこれを2枚組合せたKB配置により、2次元集光も可能である。これらの集光ミラーにより、中性子斜入射小角散乱(GISANS),角度分散型中性子反射法,微小試料又は微小領域の散乱実験・分析測定などが可能になると期待される。
山崎 大; 林田 洋寿; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 春日井 好己; 永野 幹典*; 田畑 雄壮*; 光嶋 直樹*; 山村 和也*
no journal, ,
ミラー多重化による高効率化のため、数値制御ローカルウェットエッチング法と表面研磨を組合せた薄型石英基板(1.5mmt)表面の形状創成と高性能スーパーミラー成膜による薄型1次元楕円型スーパーミラーを開瘠し、集光サイズ,強度ゲイン,白色ビーム対応において十分な性能を確認した。また1次元集光(縦)と1次元コリメーション(横)により、1mm角程度の微小ビームでの即発
線測定を試みた。この結果、検出器に対し全く遮蔽のない単純な測定条件においてCd薄板(1mm厚)の微小領域からの線ピークを観測することに成功した。さらに、中性子斜入射小角散乱法のためにJ-PARC/MLFの偏極中性子反射率計(BL17)に集光スーパーミラーを設置した場合の強度ゲインをモンテカルロ計算によって考察し、20以上の強度ゲインが見込まれることを示した。
山崎 大; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 永野 幹典*; 山村 和也*
no journal, ,
大面積イオンビームスパッタリングによる高性能中性子スーパーミラーに数値制御ローカルウェットエッチング(LWE)による高精度曲面基板を組合せた超高精度集光法の開発である。NiC/Tiスーパーミラー(m=4)をLWE加工した1次元楕円面基板(合成石英)に成膜した集光ミラーを製作し、その白色冷中性子ビームによる集光特性測定を行った。ビームの波長領域は3である。その結果、0.25mmのスリットから出た発散ビームを2.1m後方で再び0.25mm幅に集光し、6倍のゲインを得ることができた。集光ピークの裾に現れる、集光ミラーからの散漫散乱は十分小さく抑えられていた。また、集光ビームと非集光ビームの波長分布を測定し、波長ごとの集光効率を求めたところ、ほぼスーパーミラー自身の反射率プロファイルどおりに各波長が集光できていることが確かめられた。以上から、この集光ミラーがJ-PARCなどパルス中性子ビームの集光に有効な性能を持っていることが示された。今後はミラーの大型化,多重化によってさらなる集光効率の向上を図る。
山崎 大; 林田 洋寿; 丸山 龍治; 春日井 好己; 篠原 武尚; 曽山 和彦; 永野 幹典*; 光嶋 直樹*; 山村 和也*
no journal, ,
Neutron beam focusing is essential to perform measurements on small areas of a sample as well as small angle scattering (SANS) measurements in that focusing can both enhance beam intensity at the sample and reduce backgrounds. When it comes to pulsed neutrons, a focusing optics must be free from chromatic aberration. Hence a reflective optics based on total reflection is preferable. We have been developing focusing supermirrors by depositing a supermirror on a precisely figured aspheric surface. We will present measurement results of a multiply-stacked mirror, two-dimensional focusing with a Kirkpatrick-Baez configuration and several applications to sample measurements including SANS and prompt-gamma spectroscopy.
山崎 大; 武田 全康; 曽山 和彦; 丸山 龍治; 永野 幹典*; 山村 和也*
no journal, ,
J-PARC偏極中性子反射率計について、面内構造解析のための集光デバイス開発を中心に述べる。これは大面積イオンビームスパッタリングによる高性能中性子スーパーミラーに数値制御ローカルウェットエッチング(LWE)による高精度曲面基板を組合せた集光法の開発を行っている。前者により、高い全反射臨界角と反射率,散漫散乱の低減、後者により、高い曲面形状精度,ラフネスの低減,基板サイズの大型化を一気に図る。スーパーミラーによる反射型集光は色収差を持たないため、J-PARCなどの白色ビームにそのまま適用できるのも大きな強みである。これまでの特性試験では、発散角0.12度のビームをほぼミラー反射率に近い効率で0.25mmのサイズに集光することに成功している。本研究ではさらに広い発散角をうける集光デバイスの開発により、高効率の斜入射小角散乱測定の実現を目指す。
