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報告書

SPring-8原研軟X線ビームライン挿入光源ID23の補正テーブルの作成及び漏れ磁場遮蔽の効果

中谷 健; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 田中 均*; 高雄 勝*; 竹内 政雄*; 松下 智裕*; 青柳 秀樹*

JAERI-Tech 2005-027, 29 Pages, 2005/05

JAERI-Tech-2005-027.pdf:5.14MB

SPring-8の蓄積リングに設置された原研軟X線ビームライン用挿入光源ID23はギャップ駆動及び位相駆動に依存する電子軌道変動を引き起こす。この変動を抑える補正励磁テーブル作成のためのスタディを行った。ID23駆動時に使用する補正励磁テーブルを新たに作成するために、リングのアーク部に置かれているビームポジションモニターとX線ビームポジションモニターから得られた軌道変動データとID23パラメータとを同じ時間軸上で取得し、変動成分を補正するための励磁テーブルの作成を2001年12月から2002年11月にかけて行った。また、位相駆動用サーボモーターからの漏れ磁場により軌道変動が引き起こされることがわかったので、磁気遮蔽によりこれを軽減した。

論文

Direct observation of the Fe substitution effect on the MCD spectra of the dysprosium iron garnet family

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 松下 智裕*; 河村 直己*; 中谷 健

Physica Scripta, T115, p.611 - 613, 2005/00

希土類ガーネットは典型的なFerri磁性体である。その一つである、Dy$$_{3}$$Fe$$_{4.25}$$O$$_{12}$$系の磁化方向の起源について明らかにするために、原研ビームラインBL23SUにて円磁気2色性測定実験を行った。Feの一部をInもしくはGaで置換した試料の測定を行い、FeのTdサイト,Onサイトそれぞれのスピンの状態が磁化方向に大きく寄与していることがわかったので報告する。

論文

First observation of natural circular dichroism for biomolecules in soft X-ray region studied with a polarizing undulator

田中 真人*; 中川 和道*; 安居院 あかね; 藤井 健太郎; 横谷 明徳

Physica Scripta, T115, p.873 - 876, 2005/00

SPring-8のBL23SUに挿入されている偏光可変アンジュレーターを用いて軟X線領域における分子の酸薄膜の自然円二色性(NCD)を世界で初めて測定した。試料として、フェニルアラニン,セリンなどのアミノ酸薄膜を用いた。その結果、フェニルアラニン薄膜,セリン薄膜ともにL体D体で符号対称な円二色性スペクトルが観測された。また、KTP結晶などを用いた線二色性測定についても報告する。

報告書

SPring-8原研軟X線ビームライン用挿入光源ID23の位相駆動が誘起する軌道変動調査及び駆動方向によらない補正テーブルの作成

中谷 健; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 松下 智裕*; 高雄 勝*; 竹内 政雄*; 青柳 秀樹*; 田中 均*

JAERI-Tech 2004-013, 16 Pages, 2004/12

JAERI-Tech-2004-013.pdf:3.55MB

SPring-8原研軟X線ビームライン用挿入光源ID23は位相駆動時に二つの特徴的な軌道変動を引き起こす。一つはID23の磁石列が持つ誤差磁場が位相駆動によって変動するために引き起こされるもので、もう一つは位相駆動用サーボモーターのノイズによるものである。これらの軌道変動を蓄積リングアーク部に置かれている3台の電子ビーム位置モニターを用いて測定した。磁石列の誤差磁場による変動データとID23の位相位置の関係から、位相駆動の方向によらない変動成分を補正する励磁テーブルを作成した。

論文

Real-time observation of initial stage on Si(001) oxidation studied by O-1s photoemission spectroscopy using synchrotron radiation

吉越 章隆; 盛谷 浩右; 寺岡 有殿

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 42(7B), p.4676 - 4679, 2003/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:5.92(Physics, Applied)

Si(001)表面のO$$_{2}$$ガスによる熱酸化は、表面科学の基礎的理解として興味深い反応系であり、SiO$$_{2}$$/Si(001)界面形成という応用上も重要である。これまでの実時間光電子分光実験は、ある一つ固定したエネルギーの光電子ピークに注目して、その強度の時間変化が調べられてきた。そこでわれわれは、1$$times$$10$$^{-4}$$PaのO$$_{2}$$ガスにおけるSi(001)表面の熱酸化初期状態の時間変化を、O-1s光電子スペクトルをリアルタイムで測定することにより調べた。実験は、SPring-8の軟X線ビームラインBL23SUに設置した表面反応分析装置(SUREAC2000)により行った。基板温度855K及び955KにおけるO-1s光電子スペクトルの面積強度の時間変化を、速度論で解析したところ、855Kにおいては単純なLangmuirタイプ及び955Kにおいてはautocatalytic反応モデルで説明できることが分かった。

報告書

SPring-8原研軟X線ビームライン挿入光源ID23の位相駆動が誘起する閉軌道変動調査及び補正テーブルの作成

中谷 健; 田中 均*; 高雄 勝*; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 竹内 政雄*; 青柳 秀樹*; 大熊 春夫*

JAERI-Tech 2003-048, 29 Pages, 2003/05

JAERI-Tech-2003-048.pdf:1.14MB

SPring-8原研軟X線ビームライン用挿入光源ID23は高速で位相駆動を行うのでその磁場変動は頻繁に発生する。その影響を抑えることを目的として、軌道変動抑制用補正励磁テーブルの作成を行っている。ビーム軌道変動データとID23の動きの相関を測定し補正テーブルを作成するためのデータを取得したので報告する。

論文

The 1s-2p resonance photoionization measurement of O$$^{+}$$ ions in comparison with an isoelectronic species Ne$$^{3+}$$

川面 澄*; 山岡 人志*; 大浦 正樹*; 早石 達司*; 関岡 嗣久*; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 小池 文博*

Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 35(20), p.4147 - 4153, 2002/10

 被引用回数:21 パーセンタイル:66.85(Optics)

プラズマ中のイオンの基礎的データは原子データとしての多価イオンの光吸収の情報は、重要であるにもかかわらず研究が進んでいない。われわれは多価イオン光吸収実験装置を用いて、酸素の1s→2p自動電離共鳴領域近くにおいて、O$$^{+}$$→O$$^{2+}$$光イオン吸収スペクトルを、光-イオンビーム合流ビーム法によって測定した。スペクトルは、多重項フランク-コンドン計算によってよく説明された。

報告書

SPring-8原研軟X線ビームラインBL23SUのH13年運転・整備記録

安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健; 藤井 健太郎; 横谷 明徳

JAERI-Tech 2002-064, 57 Pages, 2002/08

JAERI-Tech-2002-064.pdf:7.47MB

SPring-8,BL23SUは原研専用軟X線ビームラインである。2001年は冬期シャットダウン中に行われた。IDチャンバー改良に伴う最大パワー上昇に対する、遮蔽対策・放射線管理への変更申請が進められ、実運用への準備が進んだ。また、ID駆動に対するCOD補正もその精度向上が進んでいる。また、XBPMの改造も行われた。本報告では、2001年に行われた挿入光学,分光器,制御システム等のビームラインにかかわる、整備・調整に関してSPring-8の運転スケジュールに沿ってまとめる。

論文

${it Real time}$ observation on oxygen chemisorption states on Si(001)-2$$times$$1 during supersonic oxygen molecular beam irradiation

吉越 章隆; 寺岡 有殿

Applied Surface Science, 190(1-4), p.60 - 65, 2002/05

 被引用回数:10 パーセンタイル:49.22(Chemistry, Physical)

放射光光電子分光法による「実時間」その場観察技術を開発し、その手法を用いて超音速酸素分子線照射下で起こるSi(001)表面の酸素化学吸着過程を調べたので上記国際会議にて報告する。超音速分子線は、反応分子の並進運動エネルギーが制御された分子線であるため、表面化学反応の動的過程を明らかにできるとともに、化学反応制御における新しいパラメータを探索することができる。本研究は、SPring-8の原研軟X線ビームライン(BL23SU)に設置した表面反応分析装置にて行った。BL23Uにて得られる高分解能放射光を用いた光電子分光法によって、初めて「実時間」で酸化状態を区別しながら、しかも並進運動エネルギーによる違いをその場観察できた。本研究の進展は、原子レベルで表面化学反応解析を可能とし、半導体微細加工あるいは量子効果デバイス開発に大きく貢献すると期待できる。

論文

Wavelet変換を利用したSPring-8 ID23による軌道変動の解析

松下 智裕*; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健; 田中 均*; 高雄 勝*; 青柳 秀樹*; 竹内 政雄*

放射光, 15(5), p.303 - 307, 2002/05

SPring-8のBL23SU軟X線分光ビームラインの挿入光源ID23(APPLE2型)のギャップ駆動,位相駆動によって引き起こされる電子軌道のずれを押さ込むためにID23の前後に補正電磁石を配しその励磁量を変化させている。ギャップ及び位相の位置と励磁量の対応表を作るために、軌道変動の解析を行った。この解析に一般には画像処理に用いられているウェーブレット変換が究めて有効であったので報告する。

論文

APPLE-2型アンジュレータの高速位相変調を用いた高分解能円二色性実験

安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健; 松下 智裕*; 斎藤 祐児; 水牧 仁一朗*; 横谷 明徳; 田中 均*; 宮原 義一*; 島田 太平; et al.

放射光, 14(5), p.339 - 348, 2001/11

軟X線領域における円偏光2色性の実験は、物性のカイラリティや磁性を調べるうえにおいては大変に強力な手段であるが、実験のS/Nを上げたり、精度を上げたりするにはいくつかの困難があった。今回われわれはSPring-8のIN23に設置された佐々木型・可変偏光型挿入光源の位相切り換えによる、軟X線の偏光切り換えと分光器の制御を組み合わせた測定系を立ち上げる様子や問題点などについて報告する。

報告書

SPring-8原研軟X線ビームラインBL23SUのH12年運転・整備録

安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健; 斎藤 祐児; 寺岡 有殿; 横谷 明徳

JAERI-Tech 2001-043, 64 Pages, 2001/07

JAERI-Tech-2001-043.pdf:17.85MB

SPring-8の原研軟X線ビームラインBL23SUは1996年から建設が本格的に始められた。1999年後半に入り、各実験ステーションがビームラインに設置され始めるとともに、測定方法の開発の一つとして、挿入光源の周期的連続位相駆動による偏光の切り替え実験が試みられた。本報告では、2000年に行われた挿入光源,分光器,制御システム等のビームラインの整備・調整に関して、SPring-8の運転スケジュールに沿ってまとめる。

報告書

軟X線絶対光子束測定用多段式イオンチェンバーの設計・製作

吉越 章隆; 寺岡 有殿

JAERI-Tech 2001-026, 17 Pages, 2001/03

JAERI-Tech-2001-026.pdf:2.42MB

SPring-8の原研専用軟X線ビームライン(BL23SU)で得られる約500eVから1500eVのエネルギー領域における軟X線の絶対光子束を測定することを目的として、多段式イオンチェンバーを設計・製作し、実際に光子束を測定することに成功した。この多段式イオンチェンバー本体の設計及び製作に関して詳細に報告する。

論文

A Grating monochromator of BL23SU at SPring-8 covering silicon and oxygen ${it K}$-edges

吉越 章隆; 安居院 あかね; 中谷 健*; 松下 智裕*; 斎藤 祐児; 横谷 明徳

Journal of Synchrotron Radiation, 8(Part2), p.502 - 504, 2001/03

高分解能回折格子分光器とアンジュレーターを組合せたSPring-8軟X線ビームライン(BL23SU)において、Siの${it K}$吸収端以下の低エネルギー領域におけるXAFS(NEXAGS, EXAFS)研究を開拓したので報告する。XAFS研究は、約1800eV以上では結晶分光器、1200eV程度までの軟X線領域は、回折格子分光器が利用されてきた。1200eV$$sim$$1800eVのエネルギー領域は、技術的な問題から、XAFS測定が困難であった。250eV$$sim$$2.0keVの軟X線領域には、原子番号が14以下のC, N, O, F, Na, Mg, Al, Siなどの軽元素の${it K}$吸収端及びそのほかの元素のL吸収端がある。これらの元素を含む物質は、表面科学,生物科学,物性科学などの基礎科学の分野で重要であるばかりでなく、工業用材料としてもさまざまな分野で利用されている。これらの元素を含む物質科学研究へXAFSを応用したときの波及効果は計り知れない。今回、電子デバイスプロセスの保護膜として重要な化学処理によって形成されたSi基板上の酸化膜の構造及び電子状態を、Si ${it K}$吸収端XAFSによって明らかにしたので、XAFS-11において報告する。

論文

Commissioning of surface chemistry end-station in BL23SU of SPring-8

寺岡 有殿; 吉越 章隆

Applied Surface Science, 169-170, p.738 - 741, 2001/01

 被引用回数:59 パーセンタイル:91.08(Chemistry, Physical)

SPring-8に建設された原研軟X線ビームラインBL23SUに設置される表面反応分析装置(エンドステーション)の設計及び基本的な性能について現状を報告する。本装置は主に表面反応分析室、表面構造分析室、ビームモニタ室、超音波分子線発生器から構成される。表面反応分析室では電子エネルギー分析と質量分析の予備実験結果を紹介する。表面構造分析室ではサンプルのクリーニングとその後の表面分析(LEED/AES)について述べる。ビームモニタ室については差動排気の達成度を報告する。超音速分子線発生器ではN$$_{2}$$及びO$$_{2}$$分子線を発生させ、差動排気の達成度や化学組成の質量分析結果を報告する。本報告では以上の基本的な性能が表面反応ダイナミクスの研究に不可欠であることを強調する。

論文

Photoionization of Ne$$^{3+}$$ ions in the region of the 1${it s}$ $$rightarrow$$ 2${it p}$ autoionizing resonance

大浦 正樹*; 山岡 人志*; 川面 澄*; 木又 純一*; 早石 達司*; 高橋 武寿*; 小泉 哲夫*; 関岡 嗣久*; 寺澤 倫孝*; 伊藤 陽*; et al.

Physical Review A, 63(1), p.014704_1 - 014704_4, 2001/01

 被引用回数:15 パーセンタイル:61.17(Optics)

プラズマ中のイオンの基礎的データは原子データとしての多価イオンの光吸収の情報は、重要であるにもかかわらず研究が進んでいない。われわれは多価イオン光吸収実験装置を用いて、1s→2p自動電離共鳴領域近くにおいて、Ne$$^{+}$$→Ne$$^{2+}$$及びNe$$^{2+}$$→Ne$$^{3+}$$の光吸収スペクトルを、光-イオンビーム合流ビーム法によって測定した。スペクトルは、多重項フランク-コンドン計算によってよく説明された。

論文

Design of surface chemistry end-station of BL23SU in SPring-8

寺岡 有殿; 吉越 章隆*

Japanese Journal of Applied Physics, 38(Suppl.38-1), p.642 - 645, 1999/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:59.91(Physics, Applied)

SPring-8に建設された原研軟X線ビームラインBL23SUに設置予定の表面光化学反応研究用実験ステーションの設計を紹介する。この実験ステーションでは、半導体表面上で起こる、分子の運動エネルギーで誘起される新しい表面反応の反応ダイナミクスと単原子吸着層の軟X線による光分解反応の素過程の研究を目的としている。反応分子の供給方法としては、分子の運動エネルギーを連続的に変化させることができる、また、反応室の圧力を10$$^{-5}$$Pa以下に保持できる超音速分子線を採用する。この超音波分子線とビームラインの放射光を用いて、反応最中の高分解能電子分光を行うことができる表面反応分析装置を設計した。これによって、表面の化学状態と入射分子の運動エネルギーの関係の解明と、表面単原子層の光分解を利用した新しいサーファクタント形成方法を研究する。

論文

原研軟X線ビームラインBL23SUの現状

寺岡 有殿; 横谷 明徳; 斎藤 祐児; 中谷 健; 岡根 哲夫; 吉越 章隆; 藤森 伸一; 赤松 憲*; 島田 太平*; 平松 洋一*; et al.

第2回SPring-8シンポジウム報文集, p.215 - 239, 1998/00

原研では現在SPring-8に軟X線ビームラインBL23SUの立ち上げを進めている。表面化学、生物学、固体分光学の各実験ステーションを直列に配置し、タイムシェアして実験を行う。本ビームラインの特長はRI実験棟に引き込まれていることである。RI棟ではアクチナイド元素を含有する試料に対するXPS,MCD実験が可能になる。放射性物質のビームラインへの拡散を防止するため、高速ゲートバルブ、衝撃波遅延管、液体窒素トラップ、RI検査ポート、放射線計測チェンバが設けられている。挿入光源として採用したアンジュレータの立ち上げも進めている。最近周期的円偏光切り換えの予備的試験を開始した。分光光学系の調整も合わせて進めている。

口頭

超熱分子線を用いた材料表面の化学反応過程の研究

寺岡 有殿

no journal, , 

半導体デバイス製造プロセスでは、ナノメータースケールの微細加工が必要となりつつある。また、人工衛星や宇宙ステーションではその表面に相対的に高速の原子・分子が衝突するため、材料劣化と高速原子・分子の衝突との関係は興味深いところである。原子・分子線と固体表面との化学反応に関する研究は、近年では実用材料での極薄膜形成や劣化の模擬試験にその必要性が高まってきている。本講演では2000年から稼働し始めた原子力機構専用SPring-8ビームライン;BL23SUの表面化学実験ステーションで行われてきた分子線と固体表面との化学反応に関する実験を紹介し、表面反応ダイナミクス研究の将来を展望する。

口頭

BL23SU; 表面化学実験ステーション、軟X線光電子分光装置、軟X線磁気円二色性測定装置

寺岡 有殿

no journal, , 

原子力機構は文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業を受託し、微細構造解析プラットフォームの実施機関のひとつとして4本の専用ビームラインを活用している。そのうち軟X線ビームライン:BL23SUでは3台の実験装置を共用している。表面化学実験ステーションでは表面の化学反応の研究、軟X線光電子分光装置ではフェルミ面の研究、軟X線磁気円二色性測定装置では磁気モーメントなどの研究ができる。これらの装置について、その特徴と利用研究例を紹介する。

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