Aperiodic multilayer structures in soft X-ray optics

Pirozhkov, A. S.; Ragozin, E. N.*

Physics-Uspekhi, 58(11), p.1095 - 1105, 2015/11

https://doi.org/10.3367/UFNe.0185.201511e.1203

This paper reviews a series of studies that address the development and application of aperiodic multilayer structures (aperiodic multilayer mirrors) as soft X-ray (SXR) ( 4-40 nm) optical elements. The paper discusses the potential of such structures for reflecting SXR radiation in a broad wavelength range, primarily at normal radiation incidence; and as polarization elements (broadband polarizer mirrors and phase shifters). Also, the capabilities of aperiodic structures as elements of attosecond SXR optics are discussed.

Magnetic structure of spin-density waves in Cr(001)/Sn multilayers with periodic monatomic spacer layers of nonmagnetic Sn

武田 全康; 壬生 攻*; 新庄 輝也*; 遠藤 康夫*; 鈴木 淳市

Physical Review B, 70(10), p.104408_1 - 104408_9, 2004/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.70.104408

中性子回折とメスバウアー分光を使って単原子層の非磁性Snを周期的に挿入したCr(001)/Sn多層膜のCrのスピン密度波(SDW)の構造について詳細に調べた。240nmの厚さのCr薄膜を基本構造として、全体の層厚を240nmに保ったまま、Sn層にはさまれたCr層の厚さを4.0nmから16.0nmになるように試料を作成した。すべての試料で、300KではバルクのCrで見られるSDW構造が観測されずに単純な反強磁性構造(CAF)を示すことがわかった。低温にすると、バルクでのSDWの波長よりも短いCr層厚を持つ4.0nmの試料では、このCAF構造はそのまま保たれているが、それよりも長いCr層厚を持つ試料では、低温でSDW構造に変わったが、その磁気構造はSn層できられたCr層の厚さによって大きく変化した。特に、Cr層厚が10.0nmの試料では温度領域によって、SDWの波長が非連続的に変化するのが観測された。これは、SDWを作ろうとするフェルミ面のネスティング効果で決まる波長とSnを挿入したことで導入された人工的な周期ポテンシャルによる競合の結果であると解釈される。

多層膜による中性子散漫散乱解析コードの開発

曽山 和彦; Cao, B.*

JAERI-Research 2003-031, 42 Pages, 2004/03

JAERI-Research-2003-031.pdf:1.28MB

中性子多層膜ミラーからの散漫散乱を解析・評価するため、DWBA理論に基づくシミュレーションコードの開発を行った。本コードは、ロッキングスキャン,検出器スキャン,オフセットスキャンの3種類の走査タイプを想定した解析モードを有している。さらにNi/Ti多層膜ミラーに関して、JRR-3でのロッキングスキャンによる実験とモデルについての理論計算との比較,検討を行い、良い一致を見た。

Recent activities and progress on PORE reflectometer

武田 全康; 鳥飼 直也*; 猪野 隆*; 田崎 誠司*

KENS Report-XIV, p.205 - 206, 2003/00

高エネルギー加速器研究機構・物質材料研究所に設置されているPORE偏極中性子反射率計の現状と最近のアップグレードについて報告する。偏極中性子の特徴を活かした磁性薄膜・人工格子の磁気構造の研究を進めるとともに、J-PARC計画で重要となる偏極中性子デバイスの開発も始めた。大きなものとしては、Spin-Exchange法を使ったHe偏極フィルターと、パルス中性子を使ったスピンエコー法の開発である。前者はすでに基礎的な開発が終わり、実際のテストを進める準備を行っているところである。後者は、0.3-0.9nmの波長域でエコーシグナルの観測に成功している。また、偏極中性子集光デバイスを導入することにより、0.8nm以上の波長域で、最大5倍の入射強度の増強に成功した。

Analyses of diffuse scattering of neutron from supermirror

Bin, C.; 曽山 和彦

JAERI-Conf 2001-002, p.592 - 599, 2001/03

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Conf-2001-002-Part1.pdf

多層膜スーパーミラーからの非鏡面反射の解析を行った。多層膜は、薄膜面内及び多層膜の面間の粗さ成分の相関に伴う散漫散乱を起こす。この成分は、多層膜スーパーミラーを微小領域への集束装置として応用する際の性能劣化の原因となる。本手法は、基本的に単層膜に対してSinhaらが適用したDWBA近似法を使用し、これに多層膜間での干渉を考慮した。この結果、界面粗さ、粗さの相関距離、粗さの指数hを元にした相関関数をパラメータとすることにより、界面粗さ、多層膜間の相関を減少させることによって、散漫散乱を低減できることがわかった。

X-ray scattering study of interfacial roughness correlation in Mo/Si multilayers fabricated by ion beam sputtering

Ulyanenkov, A.*; 松尾 隆二*; 表 和彦*; 稲葉 克彦*; 原田 仁平*; 石野 雅彦; 西井 正信; 依田 修

Journal of Applied Physics, 87(10), p.7255 - 7260, 2000/05

https://doi.org/10.1063/1.372977

イオンビームスパッタ法により、Si基板及びガラス基板上にMo/Si多層膜を積層させた。X線の共鳴散乱及び散漫散乱回折による多層膜の界面構造測定を行った。界面粗さの縦方向及び横方向の相関長を含むDWBA法により、測定結果を定性的定量的に評価し、周期性及び界面構造の詳細を導いた。拡散層の厚さは、蒸着物質に依存し、重いMoはSi層に深く埋め込まれることがわかった。また、基板材料の違いにより、相関長とフラクタル次元に差がでた。Si基板上の多層膜では界面が滑らかで短周期の変動を持ち、一方のガラス基板では、かなり大きな界面粗さを持ち、相関長がほとんどないことがわかった。これらの相違は、多層膜反射鏡の反射特性に影響を及ぼすもので、X線の散乱から得られる界面粗さの相関長の情報は、多層膜の構造評価に極めて重要である。

冷中性子三軸型分光器(LTAS,C2-1)に付設された中性子反射率計

曽山 和彦; 目時 直人; 皆川 宣明; 鳥飼 直人*; 松下 裕秀*

波紋, 7(2), p.5 - 7, 1997/05

https://doi.org/10.5611/hamon.7.2_5

JRR-3Mのビームホールに設置された新しい中性子反射率計の装置概要及び最近の研究成果について述べる。中性子反射率測定法は、全反射臨界角程度の小さな入反射角における中性子反射率を測定することによって、物質表面や薄膜の深さ方向の構造を数A°の分解能で決定する方法である。中性子は軽元素に対しても強いコントラストを持つため、高分子/生体薄膜の研究には必要不可欠な実験手段である。また中性子はスピンを持つために磁性薄膜や超伝導薄膜の研究にも応用されている。本反射率計は、高分子、液体、金属多層膜等の物性研究及び多層膜ミラー等の中性子光学デバイス開発を目的として、高Q領域の測定が可能で高中性子強度の装置として開発された。その結果、110n/sの入射強度と6桁以上のダイナミックレンジを有し、また測定可能Q領域は0.3A°と物性研究に利用できる国内で数少ない装置であることを確認できた。

Application of neural network to multi-dimensional design window search

久語 輝彦; 中川 正幸

PHYSOR 96: Int. Conf. on the Physics of Reactors, 1, p.B73 - B81, 1996/00

原子炉炉心設計では基本的な設計変数の最適な組み合わせを決定するために、従来多大な計算時間と手間を要して、パラメトリックサーベイ計算を繰り返すという手法がよくとられている。この作業を直接支援するために、多数の設計変数に対して効率よく設計ウィンドウを推定する手法を階層型ニューラルネットワークを用いて開発した。本手法は、設計変数から炉心特性値を推定するニューラルネットワークを構築し、解析コードの実行により得られた設計変数と炉心特性値の組の複数個を教師データとしてそのニューラルネットワークに学習させ、学習済み階層型ニューラルネットワークより、未知の設計変数の組み合わせに対しても短時間で適当な炉心特性値を推定させるという手法である。本手法を燃料ピン設計を対象に核及び熱水力設計分野に応用した。高転換軽水炉の設計に適用し、本手法の有効性を確かめた。

単分子膜、累積膜、化学吸着膜(自己組織性多層膜)

畑田 元義*

日本接着学会誌, 30(10), p.467 - 469, 1994/00

http://ci.nii.ac.jp/naid/10008011503

単分子膜、累積膜(LB膜)から、化学吸着膜への発展の過程において、主として電子線を利用した化学吸着膜の研究の現状及び将来展望について解説した。化学吸着膜において、基板表面と強力な共有結合や難溶性のイオン結合を作っている膜物質に電子線照射して誘起される放射線化学反応を利用することにより、微細構造など、特徴のある化学吸着膜を作ることができる。電子線による化学吸着膜の作成方法、得られた膜の表面物性、電導度、接着性について解説した。

Polymerization induced by electron-beam irradiation of octadecyl methacrylate in the form of a multilayer or monolayer

畑田 元義; 西井 正信

Journal of Polymer Science; Polymer Chemistry Edition, 15(4), p.927 - 935, 1977/04

規則的な層状構造をもったポリマー薄層を合成することを目的としてメタクリル酸オクタデシル(ODMA)累積膜をLangmuir-Blodgett法により製作し、窒素雰囲気中でVdG電子線を照射した。照射効果を主として多重反射赤外スペクトルおよびX線回析曲線を測定することにより研究した。照射により規則正しい層状構造をもったpoly(ODMA)の薄層が得られ、この構造は、固相重合によって得られたポリマーのそれとは異なると考えられる。Poly(ODMA)薄層は15Mrad照射しても架橋しなかった。比較のため、窒素/水界面におけるODMA単分子膜の重合も行なった。