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論文

Aperiodic multilayer structures in soft X-ray optics

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

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

 被引用回数:27 パーセンタイル:56.16(Physics, Multidisciplinary)

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) ($$lambda approx$$ 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.

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

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

 被引用回数:8 パーセンタイル:41.09(Materials Science, Multidisciplinary)

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。

論文

Growth-orientation dependence of magnetic properties of Cr-based multilayers with $$^{119}$$Sn monatomioc layers

慈幸 範洋*; Almokhtar, M.*; 武田 全康; 鈴木 淳市; 新庄 輝也*; 壬生 攻*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 272-276(Part2), p.1233 - 1234, 2004/05

Cr/Sn及びFe/Cr/Sn/Cr多層膜の磁性のエピタキシャル成長方向依存性を調べた。Fe/Sr/Sn/Cr多層膜では、(011)と(001)方向に成長させた多層膜において、Cr磁気モーメントが縮むことがわかった。また、(011)の方が(001)よりも影響を大きく受けることがわかった。80$AA $のCr層厚を持つCr/Sn多層膜では、(011)に成長した膜ではバルクで観測されるスピン密度波ではなく、単純な反強磁性構造が現れるが、(001)の場合には、膜面に垂直な波数ベクトルを持つスピン密度波が低温で観測された。

報告書

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。

論文

多層パーセプトロンを用いた原子力プラントシミュレーション

大野 富生*; Subekti, M.*; 丸山 裕太*; 鍋島 邦彦; 工藤 和彦*

第13回インテリジェント・システム・シンポジウム講演論文集, p.212 - 217, 2003/12

本研究では、ニューラルネットワークモデルの一つである多層パーセプトロンを用いて原子力プラントのシミュレーション方法について述べる。ニューラルネットワークの主な特徴は学習による高速な処理でモデルを得ることが可能である。さらに、入力に「時間同期信号」と「進展同期信号」を加えることにより、いろいろな大きさや進展速度を持つ異常事象にも対応することができる。PWRシミュレータで作成した幾つかのサンプルデータを学習させることによって、学習以外の進展速度を持つ異常、特に外挿にも適用できることが明らかになった。

論文

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$$^{3}$$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。

論文

Alternate multilayer deposition from ammonium amphiphiles and titanium dioxide crystalline nanosheets using the Langmuir-Blodgett technique

八巻 徹也; 浅井 圭介*

Langmuir, 17(9), p.2564 - 2567, 2001/05

 被引用回数:40 パーセンタイル:92.2(Chemistry, Multidisciplinary)

TiO$$_{2}$$ナノシートと有機分子から成る新規なハイブリッド多層膜をラングミュア-ブロジェット法によって作製することに成功した。層状チタン酸化合物H$$_{x}$$Ti$$_{2-x/4}$$$$_{x/4}$$O$$_{4}$$・H$$_{2}$$O (x$$sim$$0.7; □, 空孔)を剥離ゾル化した溶液上に臭化ジオクタデシルジメチルアンモニウム(DODAB)のクロロホルム溶液を展開すると、安定な単分子膜が形成された。DODAB分子とTiO$$_{2}$$ナノシートが形成したハイブリッド単分子膜は、疎水化した石英ガラス基板上に定量的に累積された。X線回折測定によると、この試料は繰り返し単位3.4 nmでアンモニウム分子とTiO$$_{2}$$が交互積層した多層膜であった。

論文

Analyses of diffuse scattering of neutron from supermirror

Bin, C.; 曽山 和彦

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

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$$sigma$$、粗さの相関距離$$xi$$、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。

論文

Development and application of small d-spacing multilayer mirrors by ion polishing

曽山 和彦; 村上 勝彦*

JAERI-Conf 2001-002, p.551 - 556, 2001/03

極短周期(周期長26$$sim$$30${AA}$)のNi/Ti及びNi/Mn多層膜の各界面にアルゴンイオンビームを照射し、600層の全膜層にわたって界面粗さを3$$sim$$4${AA}$ rmsに低減することに初めて成功した。本手法は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の各膜ごとに、入射角10度、照射時間69秒(Niの場合)、加速電圧100Vの最適化した条件で照射することにより、表面層の結合力の弱い原子のみを弾き飛ばし、界面粗さを低減するものである。これによって、従来、7${AA}$程度であった界面粗さを約3Å程度に減少させることができ、中性子多層膜ミラーの中性子反射性能を飛躍的に向上させることができた。本手法で作成した多層膜ミラーは、高性能スーパーミラー及びモノクロメータとして用いられるだけでなく、高強度マイクロビーム集束装置、ドップラーシターに応用した超冷中性子発生装置など、さまざまな応用の可能性を有している。

論文

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

 被引用回数:33 パーセンタイル:76.39(Physics, Applied)

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。

論文

中性子反射率計

曽山 和彦

Radioisotopes, 46(11), p.852 - 858, 1997/11

中性子反射率は、低速中性子が、薄膜や多層膜の表面、界面に小角で入射し、全反射(鏡面反射)する運動量領域での反射率を測定することによって、表面に垂直な方向の厚さや組成などの構造を、数$AA$の精度で、かつ数千$AA$の深さまでを評価する方法であり、金属薄膜、超格子、高分子薄膜、LB膜、生体膜などの表面・界面構造研究において非常に重要な手段となっている。本稿では、鏡面反射率測定に関する基本原理、実験方法、データ解析、実験例について述べる。

論文

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

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、1$$times$$10$$^{5}$$n/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°$$^{-1}$$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。

論文

A Neutron reflectometer installed at the cold neutron triple-axis spectrometer (LTAS,C2-1) in JRR-3M

曽山 和彦; 目時 直人; 皆川 宣明; 森井 幸生; 鳥飼 直也*; 松下 裕秀*

Journal of the Physical Society of Japan, 65(A), p.133 - 135, 1996/00

JRR-3Mビームホールの冷中性子三軸分光器(LTAS,C2-1)に付設された中性子反射率について報告する。本装置は、薄膜、多層膜、超格子、固体/液体の表面、界面の研究やスーパーミラーなどの中性子光学デバイスの開発研究を目的としたものである。中性子ビームはパイログラファイトで冷中性子導管より取出され、波長は3$AA$又は6$AA$、エネルギー分解能は1~2%である。測定可能な遷移運動量領域は~0.4$AA$^{-1}$$、反射率の下限は10$$^{-6}$$である。本装置には、0次元$$^{3}$$He検出器のほか、1次元検出器及び中性子イメージングプレートが利用される。

論文

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。

論文

Neutron reflectometer (C3-1-2) at the JRR-3M reactor at JAERI

海老沢 徹*; 田崎 誠司*; 大竹 淑恵*; 船橋 晴彦*; 曽山 和彦; 鳥飼 直也*; 松下 裕秀*

Physica B; Condensed Matter, 213-214, p.901 - 903, 1995/00

 被引用回数:37 パーセンタイル:86.11(Physics, Condensed Matter)

JRR-3の冷中性子導管(C3-1-2)に設置された中性子反射計の特性及び応用について報告する。中性子反射計は、鏡面化した試料の表面で中性子を全反射させ、中性子反射率の遷移運動量依存性を測定することにより、試料表面に垂直方向の原子配列についてナノメータ領域で情報が得られる装置である。本装置の特長は、入射中性子波長が12.6$AA$であることから、大きな入射角での測定が可能で、低い遷移運動量領域での研究及びオフ・スペキュラーな現象に関する研究に有利である。本装置における試料は、垂直方向に設置される。本報告では、本装置を用いたV/Ti多層膜及び高分子共重合体の研究例についても述べる。

論文

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

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。

論文

Electron beam dosimetry for a multilayer absorber

松田 光司; 耒島 利幸*

Applied Radiation and Isotopes, 42(3), p.235 - 239, 1991/00

300keVと800keV電子線を照射した多層吸収体、Ti-air-CTA-基板(Pb.Sn,Al and CTA)の深部線量測定を行い、結果を多幡達(1989,1990)の開発した計算code,EDMULTと比較検討した。CTA中の吸収線量の測定値は、電子線入射表層部では、計算値より高く、飛程付近では低くなることがわかった。

論文

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。

口頭

Microscopic theory of non-equilibrium spin transport at metal-insulator interfaces

山本 慧; McKeever, B.*

no journal, , 

We theoretically describe non-equilibrium spin transport in metal-insulator interfaces. From the interface exchange interaction between the conduction electrons and the insulator spins, we derive semi-classical stochastic equations of motion for the spins. The non-equilibrium driving here originates from spin accumulation of the electrons at the interface. From the resulting equations of motion, microscopic contributions are identified for damping-like spin transfer torque, interfacial Gilbert damping, and noise magnetic fields. We discuss the relevant elastic and inelastic scattering processes responsible for each contribution. Within the same framework, we also derive an expression for the interface spin current. This is written only in terms of the stochastic insulator spin variables, providing a convenient basis for numerical simulations of insulator spin transport.

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