エピタキシャル成長膜による軟X線光学素子の試作

使用外延生长膜进行软 X 射线光学元件的原型制作

基本信息

批准号：
09750047
负责人：
江島丈雄
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

100eV以上のエネルギーを持つ光を反射する軟X線多層膜は、その作製が困難であり、その理由として、(i)多層膜を形成する2物質間に混合層が存在する、(ii)層の厚さを正確にコントロールすることが難しい、という2点が挙げられる。本研究では、この困難をエピタキシャル成長膜を使うことにより、この2つの問題を避け、最終的に100eV以上のエネルギーを持つ光を反射できるような軟X線多層膜の製作技術の確立を目的とした。目的を達成するため、初年度は多層膜の振動によるRHEEDの強度振動を観測するための装置を作製した。動作確認を行ったところ、CaF_2の成長に伴った強度振動が観測され、強度振動をモニタすることにより膜厚のコントロールが可能となった。今年度は、エピタキシャル成長条件を満たす物質対としてSi/CaF_2を選び多層膜を、実際に多層膜の作製を行った。多層膜の作製にあたって、反射率の計算の基礎となる光学定数を求めるため、分子科学研究所UV-SOR施設においてSi/CaF_2多層膜の反射率測定とTotal Electron Yield測定を行った。その結果は、平成10年8月にサンフランシスコで開催された「第12回真空紫外物理学国際会議」において発表した。実際に作成したSi/CaF_2多層膜の反射率測定を行った。Si 119Å/CaF_2 45Åの多層膜で299Åの波長の光に対し、計算では22%の反射率が得られるはずであったが、実際は2%程度の反射率しか得られなかった。現在、その原因を解明中であるが、Si/CaF_2/Si(111)多層膜とCaF_2/Si/CaF_2/Si(111)多層膜のTotal Electron Yieldスペクトル形状が互いによく似ていることから、CaF_2上にSiを積んでいったときにCaF_2ないしはCa化合物がSi層を通じて析出しており、多層構造が形成されていないのではないか、と考えている。

柔软的X射线多层膜以100 eV或更多的能量反映光很难制造，两个原因是：（i）形成多层膜的两种材料之间存在混合层，并且（ii）很难准确控制层的厚度。这项研究旨在通过使用外延生长膜来避免此问题，并建立一种制造柔软X射线多层膜的技术，以避免这两个问题，这些技术最终可以用100 eV或更多的能量反映光。为了实现这一目标，在第一年，制造了一种设备，以观察由于多层膜的振动而引起的Rheed的强度振动。确认操作时，观察到强度振动伴随着CAF_2的生长，并通过监测强度振动，可以控制膜的厚度。今年，SI/CAF_2被选为满足外延生长条件的材料对，实际上制造了多层膜。在准备多层膜时，在分子科学研究所的UV-SOR设施中进行了反射率测量和总电子产量测量，以确定构成计算反射率基础的光学常数。结果是在1998年8月在旧金山举行的第12届真空紫外物理学会议上提出的。对实际的SI/CAF_2多层膜进行了反射测量。对于波长为299Å的45Å多层膜，计算应产生22％的反射率，但实际上，只能获得约2％。目前正在澄清原因，但是由于SI/CAF_2/SI（111）多层膜的总电子产量光谱形状彼此非常相似，因此人们认为，当Si堆叠在CaF_2，Caf_2或Ca化合物上时，通过SI层沉淀出SI层，并通过SI层沉淀出多层结构。