【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24TU0014
利用課題名 / Title
X線位相イメージングのための位相格子開発
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
位相イメージング,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
關 義親
所属名 / Affiliation
東北大学多元物質科学研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
波根竣介,登坂俊亮
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
森山雅昭,古林庸子,庄子征希,吉田孝, 渡邉拓
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-058：マスクレスアライナ
TU-201：DeepRIE装置#1
TU-202：DeepRIE装置#2
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
X線位相イメージングは、波動の位相情報を利用することによって、通常のラジオグラフィーでは検出できない試料の微小な構造を高感度に可視化しうる。本課題ではX線位相イメージングを実現する格子干渉計に用いる格子をシリコンウェハ上の微細加工技術により開発した。製作には東北大学試作コインランドリの設備を利用した。今年度は特に、凹凸レンズアレイの組み合わせによって、X線屈折角を増幅させる機能をもつ「パラボラ形状格子」の開発を進めた。これまで同様の工程で製作してきた位相格子と異なり、レンズアレイが孤立して屹立する構造のため、アレイのよい垂直性が得られるエッチング条件を探索した。
実験 / Experimental
6インチシリコンウェハ上にフォトレジスト TCIR-ZR8800 RB 96cp をスピンコートし，マスクレスアライナー MLA150 によってパラボラ格子形状パターンをレーザー露光した。つづいて，Deep RIE 装置を用いてボッシュプロセスによるシリコンの深堀エッチングを行った。
結果と考察 / Results and Discussion
図1に製作したパラボラ格子の模式図とSEM像の例を示す。実現された凹・凸レンズの曲率半径はそれぞれ 2.2 μm、1.3 μmであった。この格子を用いた格子干渉計を構築し、ナイロンファイバーの微分位相像の撮像を実験室X線源を用いて行った。その結果、通常の格子干渉計（Talbot 干渉計）の場合と比較して、微分位相すなわちX線屈折に対して1.4倍の感度増幅が得られることが示された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1：製作したパラボラ格子のSEM像と模式図。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 波根竣介，關義親，百生敦，”パラボラ型位相格子を用いた感度増幅X線Talbot干渉計”応用物理学会東北支部第79回学術講演会（仙台），令和6年12月6日
- 登坂俊亮，房怡晨，白桃拓哉，林杉，上田亮介，岡島敏浩，百生敦，”2次元格子を用いたX線動的位相イメージングの検討”令和7年東北地区若手研究者研究発表会（仙台），令和7年3月8日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件