QST微細構造解析プラットフォーム  (量子科学技術研究開発機構)

 量研機構の2本の専用ビームラインと実験装置は,平成28年4月の発足時に原子力機構から移管されました.微細構造解析プラットフォームの新たな実施機関として,原子力機構と連携しながら,放射光実験装置を広く産官学の利用に提供しています.
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事業の紹介

 放射光は広い波長領域にわたって,高輝度・高強度,高指向性,波長選択性,偏光性などの特性に優れた光源であり,物質・材料の詳細な結晶構造や電子構造,元素選択的な結合状態や局所構造など,他の方法では困難なナノ構造・状態の解析を試料非破壊で可能にします.平成28年4月1日の量研機構/QST発足に伴い,2本のビームラインと複数の装置が原子力機構/JAEAから移管されました.量研機構も文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業を受託し,微細構造解析プラットフォームの実施機関として,原子力機構と協力してこれらの放射光実験装置を広く産官学の利用に提供して研究支援を行っています.
放射光メスバウアー分光装置
57Fe,61Ni等のメスバウアー核種を対象とした放射光メスバウアー分光が可能で,物質の電子,磁気状態から格子振動状態に関する情報を得る事ができる.更に,斜入射法や同位体置換試料を利用する事で,金属薄膜の表面部を原子層単位で測定する事も可能である.
利用例:金属薄膜の原子層単位での磁性探査
表面X線回折計
分子線エピタキシー(MBE)チェンバーを搭載した表面構造解析用X線回折計.半導体量子ドットや半導体多層膜などの成長過程をX線回折によりその場観察・リアルタイム観察可能.2台のMBEチェンバーを交換し,GaAs,InAsなどのヒ素化合物成長とRF-MBEによるGaN,InNなどの窒化物半導体成長を行うことができる.
利用例:半導体量子ドット,半導体多層膜の成長過程のリアルタイム解析
  
高温高圧プレス装置
13 GPa(13万気圧),2500 K程度までの圧力・温度状態下の試料を,白色X線を用いたエネルギー分散型X線回折法やラジオグラフィー法,単色X線を用いたXAFS(X線吸収微細構造)法や角度分散型X線回折法によって調べることができる.
利用例:高圧下での金属水素化物形成過程のその場観察
ダイヤモンドアンビルセル回折計
(1)高圧下での単結晶X線回折および粉末X線回折
He循環型冷凍機により5 Kまでの低温・高圧測定が可能.室温および冷凍機中試料の圧力は,回折計備付の顕微鏡を用いてルビー蛍光法により測定可能.検出器は大型イメージングプレート(400×400 mm2)であり,試料-検出器間距離が250 ~730 mmで可変のため,高角データから高分解能データまで取得が可能.
利用例:金属水素化物,負の熱膨張材料,超伝導体,f電子系化合物,準結晶などの金属間化合物など
(2)水素雰囲気下および常圧下での原子二体分布関数(PDF)測定
70 keVの高エネルギー光利用により最大Q = 27 Å-1までのX線全散乱測定が可能であり,約100 Åまでの距離相関の原子二体分布関数(PDF)解析が可能.検出器は大型イメージングプレート.専用のアタッチメントを用いることで,室温,1 MPa未満の水素ガス雰囲気でのその場観察が実施可能.
利用例:水素貯蔵合金,負の熱膨張材料など

ニュース

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成果事例

最新の成果事例

その他の成果事例

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国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 QST微細構造解析プラットフォーム事務局
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0791-58-2640(宮本 依理子)
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