Structural analysis of potassium ions adsorbed on platinum electrodes by using grazing incidence neutron beam

利用掠入射中子束分析铂电极上吸附的钾离子的结构

基本信息

批准号：
21K05137
负责人：
水沢多鶴子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では中性子反射率法に全反射蛍光X線法（TXRF）の手法を応用し、中性子の鏡面反射により表面近傍の原子との核反応により生じるガンマ線を検出することで界面の元素分析を行う方法を開発する。本手法を、TXRFでは困難な深く埋もれた界面に局在する軽元素の分析に適用する。2021年度は研究用原子炉JRR-3及びJ-PARC MLFで実験セットアップの試験を行い、本手法により表面、界面近傍を選択的に分析可能であることを確認した。2022年度は遮蔽の改善等により高感度な分析が可能となる測定条件の確立を目指した。実績は下記のとおりである。（１）JRR-3における実験：中性子反射率計SUIRENにおいて単色中性子線による鏡面反射InPウエハの表面近傍でのInからのガンマ線の信号強度の角度依存性を測定した。反応断面積が10barn以上、エネルギー1500keVまでのガンマ線を検出することに成功した。また、Si基板の下にある厚さ数マイクロメートルのIn合金層からの信号を検出することに成功した。（２）J-PARC　MLFにおける実験：BL10に実験セットアップを持込み、試料からのγ線強度の波長依存性を測定する実験を行った。シリコン基板の表面もしくは界面に作成した厚さ数マイクロメートルのIn合金薄層を分析できた。（３）本課題を申請するための予備研究として微小な中性子ビームで表面近傍の分析を行っていた。その結果を投稿した。論文は「表面と真空」2022年9月号に掲載された。

在这项研究中，我们将总反射X射线荧光法（TXRF）方法应用于中子反射方法，并通过检测由中子底部反射的原子在表面附近的核反应产生的核反应产生的γ射线来开发一种对接口进行元素分析的方法。该技术应用于对TXRF难以使用的深埋界面所定位的光元件的分析。在2021财年，在JRR-3研究反应堆和J-PARC MLF上进行了实验设置，并确认该方法可以选择性地分析界面的表面和附近。在2022财政年度中，目的是建立测量条件，通过改进屏蔽等通过改善屏蔽等高度敏感的分析。（1）对JRR-3进行实验：伽玛射线信号强度的角度依赖性通过单色中子射线通过单色中子射线来进行单粒子反射附近的INP晶状表面的角度依赖性。我们已经成功检测到伽玛射线，其反应横截面面积超过10个谷仓，能量为1500 keV。此外，该信号是从IN合金层成功检测到的，其厚度在Si底物下方几微米。（2）在J-PARC MLF中进行的实验：对BL10进行了实验，并进行了一个实验，以测量样品中γ-射线强度的波长依赖性。在硅基板的表面或界面上分析了几微米厚的合金层的薄。（3）作为申请此问题的初步研究，使用小型中子束分析了近表面。我发布了结果。该论文发表在2022年9月的“表面和真空”中。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Instrumentation of Total-reflection Neutron Induced γ Spectroscopy

全反射中子诱导 γ 能谱仪器

DOI：
10.1380/vss.65.420
发表时间：
2022
期刊：
Vacuum and Surface Science
影响因子：
0
作者：
MIZUSAWA Mari;YAMAZAKI Dai;ITO Takayoshi;HARADA Masahide;OIKAWA Kenichi;SAKURAI Kenji
通讯作者：
SAKURAI Kenji