Research activities directed by Y. Kagoshima

硬Ｘ線顕微鏡の開発研究

硬Ｘ線の顕微鏡プローブとしての特長

1. 波長が短いので（0.1 nm前後）原理的に高い空間分解能が可能
   • 光学顕微鏡を上回り，電子顕微鏡に近づき得る。
2. 物質との相互作用が多様
   • 透過（吸収）・屈折・反射に加えて，光電子，蛍光Ｘ線，弾性散乱，非弾性散乱，磁気吸収・散乱等多岐にわたる。
3. 高い透過性を持ち非破壊的な観察が可能，大気中での測定が可能
   電子顕微鏡では不可能。すなわちＸ線顕微鏡の最大の利点

硬Ｘ線顕微鏡の分類

• 走査型顕微鏡（scanning microscope）
  1. 得られる情報がデジタルである。
  2. 試料の被爆線量を最小に抑えられる。
  3. 試料からの様々な情報が一度に得られる（多様なスペクトロスコピーが可能）。
  4. マイクロビーム光学系なので，微小領域の蛍光Ｘ線分析や回折測定に応用できる。

Ｘ線レンズで微小スポット（マイクロビーム）を形成し，そのスポットに対して試料を機械的に２次元走査しながら信号を取得してコンピュータで画像化する手法

試料・検出器に，θ-2θ型回折計やイメージングプレート（IP）を用いれば，微小領域での回折測定が可能となる。

• 結像型顕微鏡（imaging microscope）
  1. 直接の拡大像が得られる。
  2. 実時間観察が可能
  3. ぜルニケ型の位相差顕微鏡の構築が可能
  4. 顕微CT(Computed Tomography)へと展開可能
  5. 顕微干渉系による高空間分解能位相計測へと展開可能

集光レンズでＸ線ビームを試料上に集光し試料を照明し，試料の透過像を対物レンズで画像検出器上に拡大結像する手法

試料を回転させながら各回転角で顕微鏡像を取得することにより，顕微CTによる非破壊三次元内部構造の観察が可能となる。

• 走査型と結像型は互いに相補的な関係

本講座の硬Ｘ線顕微鏡の開発

1. Ｘ線光学素子（Ｘ線レンズ）には位相ゾーンプレート（下図参照）
   1. 現在最も高い空間分解能（約120nm）が実現されている。
   2. 光軸調整が他の光学素子に比べて極めて容易である。
      • 位相ゾーンプレートはNTTアドバンステクノロジ（株）製
2. 光源には大型放射光施設SPring-8の兵庫県ビームライン（BL24XU）
3. 走査型顕微鏡（マイクロビーム応用）のページへ
4. 結像型顕微鏡のページへ

位相ゾーンプレートの立体構造．

厚さTが回折効率を，最外輪帯幅Δr_Nが空間分解能を決める。

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