【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.26】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23TU0076
利用課題名 / Title
超長時間アニールを用いた宇宙用X線全反射鏡の平滑化の研究
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
外部利用/External Use
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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
水素アニール, シリコン, 表面処理, X線反射鏡, 宇宙X線観測,光デバイス/ Optical Device,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)
江副 祐一郎
所属名 / Affiliation
東京都立大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
沼澤正樹,山田裕大,石川怜,森本大輝
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
戸津健太郎,森山雅昭
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
地球磁気圏X線撮像を行う超小型衛星GEO-Xに搭載する望遠鏡用の試作基板の平滑化を行うため，東北大学の設備を利用して水素アニールを行い，良好な側壁を持つ望遠鏡基板を得ることができた。
実験 / Experimental
ドライエッチングで貫通穴を空けた４インチシリコン基板を水素アニール炉で長時間に渡って加工し，加工前後での微細穴の側壁の形状を触診計および原子間力顕微鏡で評価した。そしてアニール処理による数百μmスケールでの形状改善と、10μmスケールでの表面粗さの改善を確認した。
結果と考察 / Results and Discussion
シリコン基板にドライエッチングで空けた貫通穴の側壁をX線反射鏡として用いるには、でこぼこの表面反射した光同士の干渉効果による反射率の低下を防ぐために約1 nm rms 以下のマイクロラフネスが必要である。また良好な結像を得るには、数百μmオーダーのスケールでの平坦性が必要となる。我々は上記の通り、ドライエッチングで微細穴加工を行った基板に対して10時間以上の長時間アニールを実施することで、1 nm rms 以下のマイクロラフネスと、分角台の角度分解能を達成可能な形状精度を達成してきた。本研究ではその実績に基づき基板をアニールして平滑化の効果を確かめた。またアニールを行った基板をX線で評価することで良好な結像性能を達成していることを確かめた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
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)
-
Yuichiro Ezoe, GEOspace X-ray imager (GEO-X), Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems, 9, (2023).
DOI: https://doi.org/10.1117/1.JATIS.9.3.034006
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Y. Ezoe, R. Funase, H. Nagata, Y. Miyoshi, H. Nakajima, I. Mitsuishi, K. Ishikawa, Y. Kawabata, S. Nakajima, R. Fuse, R.C. Boden, L. Kamps, M. Numazawa, T. Yonenaga, K. Hagino, Y. Matsumoto, K. Hosokawa, S. Kasahara, J. Hiraga, K. Mitsuda, M. Fujimoto, M. Ueno, A. Yamazaki, H. Hasegawa, T. Mitani, Y. Kawakatsu, T. Iwata, H. Koizumi, H. Sahara, Y. Kanamori, K. Morishita, and the GEO-X team, “GEO-X (GEOspace X-ray imager) mission”, 5th COSPAR symposium, April 2023, Singapore
- H. Morishita, Y. Ezoe, K. Ishikawa, M. Numazawa, D. Ishi, A. Fukushima. T.Uchino, S. Sakuda, A. Inagaki, Y. Ueda, L. Sekiguchi, Y. Tsuji, T. Murakawa, K. Yamaguchi, R. Ishikawa, D. Morimoto, Y. Yamada, K. Mitsuda, K. Morishita, K. Nakajima, Y. Kanamori, “Assembly of a MEMS Wolter type-I X-ray telescope for GEO-X”, SPIE, April 2023, Chez
- 中嶋 大, 江副祐一郎, 船瀬龍, 永田晴紀, 三好由純, 沼澤正樹, 石川久美, 萩野浩一, 三石郁之, Landon Kamps, 川端洋輔, 布施綾太, Ralf Boden, 三谷烈史, 米山友景, 中島晋太郎, 上野宗孝, 山崎敦, 長谷川洋, 三田信, 藤本正樹, 川勝康弘, 岩田隆浩, 松本洋介, 細川敬祐, 平賀純子, 満田和久, 小泉宏之, 笠原慧, 佐原宏典, 金森義明, 森下浩平, GEO-X チーム, “地球磁気圏 X 線撮像計画 GEO-X (GEOspace X-ray imager) の現状 V”, 天文学会, 2023年9月
- 江副 祐一郎, 三好 由純, 沼澤 正樹, 松本 洋介, 細川 敬祐, 笠原 慧, 伊師 大貴, 山崎 敦, 三谷 烈史 , ほか, “地球磁気圏X線撮像計画 GEO-X の現状”, SGEPSS, 2023年9月
- 辻 雪音, 江副祐一郎, 石川久美, 沼澤正樹, 森下弘海, 関口るな, 村川貴俊, 山口和馬, 石川怜, 森本大輝, 山田裕大, 石牟礼碧衣, 小笠原勇翔, 宮内俊英, 戸井田愛理, 伊師大貴, 満田和久, 金森義明, 森下浩平, “GEO-X 衛星に向けた MEMS X線望遠鏡の開発 “, 惑星圏研究会, 2024年2月
- Y.Ezoe, R.Funase, H.Nagata, Y.Miyoshi, H.Nakajima, I.Mitsuishi, K.Ishikawa, M.Numazawa, Y.Kawabata, S.Nakajima, R.Fuse, R.C.Boden, L.Kamps, T.Yoneyama, K.Hagino, Y.Matsumoto, K.Hosokawa, S.Kasahara, J.Hiraga, K.Mitsuda, M.Fujimoto, M.Ueno, A.Yamazaki, H.Hasegawa, T.Mitani, Y.Kawakatsu, T.Iwata, H.Koizumi, H.Sahara, Y.Kanamori, K.Morishita, D.Ishi, A.Fukushima, A.Inagaki, Y.Ueda, H.Morishita, Y.Tsuji, R.Sekiguchi, T.Murakawa, K.Yamaguchi, R.Ishikawa, D.Morimoto, Y.Yamada, S.Hirai, Y.Nobukawa, Y.A.M.Leung, Y.Itoigawa, R.Onodera, S.Kotaki, S.Nakamura, A.Kiuchi, T.Matsumoto, M.Hirota, K.Kashiwakura, “GEO-X (GEOspace X-ray imager)”, J. Astron. Telescope Instrum., 9, 034006, 2023
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