異種材料微粒子アセンブル技術による卓上型シンクロトロンのための軟X線源の開発

利用异种材料粒子组装技术开发桌面同步加速器软X射线源

基本信息

批准号：
16710099
负责人：
菅野公二
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では新規な微粒子のアセンブル技術を用いて卓上型シンクロトロン用の軟X線源構造を作製することを目的とした.本年度は1)理論計算による軟X線源構造の設計と2)軟X線源の中の微細構造を実現する粒子アセンブル技術の開発を行った.1)理論計算による軟X線源構造の設計理論計算によって軟X線放射に必要な膜厚と間隔を求めることができる.その際に,膜厚と間隔の誤差が放射強度に与える影響を計算した.その結果,使用する軟X線放射の角度によって誤差の影響が変わった.41mradの放射角度を使用する場合,寸法誤差による放射強度の減少を10%に抑えるためには約0.2μmの寸法誤差まで許容することが明らかになった.2)粒子アセンブル技術軟X線源実現のために膜厚の間隔を上記で求めた許容誤差範囲に抑えることが重要である.そのため,膜厚間に支柱を設けるための微粒子アセンブル技術を開発した.微粒子として直径500nmのポリスチレン粒子を用いた.支柱となる微粒子を所望の形状にパターン化するために,a)微細溝を有するテンプレート基板へのセルフアセンブル技術とb)アセンブルによって形成したパターンのターゲット基板への転写技術を実現した.a)ではテンプレート基板上のコロイド溶液を乾燥させ,メニスカスの後退速度を制御することで,微細溝への高収率なアセンブルが可能となった.b)では自己組織化膜を用いて基板の撥水性を変えることで,粒子と基板間の付着力を制御した.これらの結果により所望の粒子パターンを得ることができ,軟X線源のための支柱構造が実現される.

本研究的目的是利用新型粒子组装技术制造桌面同步加速器的软X射线源结构。我们开发了一种粒子组装技术，可实现X射线源内部的精细结构。1）设计。使用理论计算的软X射线源结构软X射线发射所需的膜厚度和间距可以通过理论计算来确定。此时，我们计算了膜厚度和间距的误差对辐射强度的影响。结果，误差的影响根据所使用的软X射线辐射的角度而变化，结果表明，尺寸误差约为0.5。为了将辐射强度的降低抑制到10％，0.2μm是可以接受的。2）粒子组装技术如上所述确定膜厚度间距以实现软X射线源。因此，我们开发了一种颗粒组装技术，以在膜厚之间提供直径为 500 nm 的聚苯乙烯颗粒作为颗粒。从而实现所需的形状。在a）中，通过干燥模板基板上的胶体溶液并控制弯月面的后退速度，可以将其高产地组装成微观凹槽。在b）中，通过改变防水性实现了自组装。通过使用薄膜对基板进行加工，我们控制了颗粒与基板之间的粘附力，从而获得了所需的颗粒图案并实现了软X射线源的支撑结构。