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論文

全反射軟X線蛍光分光による多層膜表面・界面の拡散層の研究

今園 孝志; 柳原 美広*

Photon Factory News, 22(3), p.18 - 22, 2004/11

全反射臨界角を利用して励起した軟X線蛍光分光を用いて、Fe/Si多層膜の表面から数nmの深さの範囲内にSiO$$_2$$が分布することを明らかにした。これは、最上Fe層に最も近い拡散層であるFe$$_3$$Si層の酸化によって生成したもので、結果的にFe$$_3$$Si層厚は減少する。このことは臨界角から十分離れた入射角で励起した通常の軟X線蛍光分光では得られない全く新しい知見であり、全反射軟X線蛍光分光が表面及び界面にある物質の化学結合状態の分析法として極めて有用であることを示している。

論文

軟X線発光分光によるMo/Si多層膜中の「埋もれた」界面の結合状態の研究

宮田 登; 石川 禎之*; 柳原 美広*; 渡邊 誠*

Photon Factory News, 18(2), p.25 - 29, 2000/08

軟X線発光分光はプローブである軟X線の脱出深さが比較的長く、固体中の十分深い箇所からの発光が観測できるので、表面に依存しない、物質内部の結合状態を評価できる手法である。特に放射光による大強度単色軟X線で励起した場合には、用いる波長により特定の物質を励起できることもあり、2つの物質が接した際の境界面である「埋もれた」界面の結合状態を効率的に、試料を破壊することなく評価することができる。この手法により、近年軟X線光学や半導体製造技術で注目されているMoとSiの「埋もれた」界面の結合状態を評価した。Si膜厚の異なる5種類の多層膜試料を用意し、それらからのSiI$$_{2,3}$$発光スペクトルの測定を行い、それらを参照試料からのスペクトルと比較し。その結果、界面ではMo$$_{3}$$Siが約8${AA}$できていることを示した。さらに、この多層膜をアニールすると界面層はMoSi$$_{2}$$に変化することを示した。

報告書

光学素子評価用試験装置の設計・製作

清水 雄一; 依田 修; 貴家 恒男*; 寺岡 有殿; 横谷 明徳; 柳原 美広*

JAERI-Tech 2000-021, p.45 - 0, 2000/03

JAERI-Tech-2000-021.pdf:3.01MB

現在、光量子科学研究センターにおいて、主として軟X線領域の光を発振するX線レーザーの研究開発が精力的に行われている。このレーザーの開発のためには、共振器ミラー用などに高性能な多層膜ミラーの光学素子が必要であり、これは軟X線に対する高い反射率や高強度パルスX線照射に対する耐熱性などが要求される。このための多層膜の反射率や表面損傷・粗さなどの特性値の評価は、使用波長領域の放射光X線を用いることによって可能であり、放射光施設のSPring-8などを利用して軟X線用多層膜の特性評価を行うことが重要である。この特性評価結果を製膜条件に反映させることにより多層膜光学素子の一層高性能を図ることができる。本報告は、このための標記試験装置を設計・製作し、SPring-8の原研専用軟X線ビームラインBL23SUに設置・調整した結果などを述べたものである。

論文

Varied-line-spacing laminar-type holographic grating for the standard soft X-ray flat-field spectrograph

小池 雅人; 波岡 武*; Gullikson, E. M.*; 原田 善寿*; 石川 禎之*; 今園 考志*; Mrowka, S.*; 宮田 登; 柳原 美広*; Underwood, J. H.*; et al.

Soft X-Ray and EUV Imaging Systems (Proceedings of SPIE Vol.4146), p.163 - 170, 2000/00

軟X線領域においてラミナー型ホログラフィック回折格子が、迷光や高次光が少なく、特にkeVに至る短波長域での回折効率に優れるなどの点から注目されている。しかし、レーザープラズマ分光等で広く用いられている平面結像斜入射分光器用の球面回折格子では、光子溝間隔を著しい不等間隔にする必要があり、機械刻線による回折格子と同一の結像面を有するホログラフィック回折格子の設計製作は不可能とされていた。われわれは、露光々学系に球面鏡を挿入した非球面波露光法を適用し、従来の球面波露光法では製作できなかった+/-25mmの左右両端で+/-約200本/mm溝本数が変化したラミナー型ホログラフィック回折格子を製作した。本論文では不等間隔溝パラメータ設計法、ラミナー型溝形状の加工法、C-K$$alpha$$線などを用いた分解能テスト、放射光源を用いた絶対回折効率の測定結果について、機械刻線回折格子と比較しながら述べる。

論文

Comparison of mechanically ruled versus holographically varied line-spacing gratings for a soft-X-ray flat-field spectrograph

山嵜 孝; Gullikson, E. M.*; 宮田 登*; 小池 雅人; 原田 善寿*; Mrowka, S.*; Kleineberg, U.*; Underwood, J. H.*; 柳原 美広*; 佐野 一雄*

Applied Optics, 38(19), p.4001 - 4003, 1999/07

 被引用回数:22 パーセンタイル:70.65(Optics)

本論文ではレーザープラズマ分光等に用いられる平面結像型斜入射球面回折格子分光器用のラミナ型ホログラフィック回折格子を非球面波露光法により設計、製作、評価した例について述べている。製作した中心溝本数1200本/mmの回折格子は$$pm$$25mmの両端で$$pm$$約200本/mm溝本数が変化している。これと従来の機械刻線型とを比較すべく、スペクトル分布測定を東北大科研の平面結像型分光器を用いて4.4nm輝線で行ったところ、1次光の半値幅は約0.4nmと機械刻線型の約3倍であった。ただし、回折格子の溝間隔等の微妙な違いが影響している可能性がある。また、絶対回折効率測定をLBNL/ALSの反射率計を用いて4.5nm-22nmの範囲で行い、1次光強度に対する2次光の相対強度が機械刻線型の120%-10%に対しラミナ型が13%-20%と、2次光の相対強度が総じて低くするという結果を得た。

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