WORKSHOP AND COMMITTEE REPORTELETTRAにおける光電子顕微鏡実験

財団法人高輝度光科学研究センター
郭 方准

台風で被害を受けたSPring-8屋根の修理期間を利ビームラインにおけるサンプル位置でのビーム照用して、１月下旬から３月下旬までの二ヶ月間、イタリアの高輝度放射光施設ELETTRAを研究訪問す

射面積は2μm×30μmで、フォトンフラックスは1013 photons/secである。更にエネルギー範囲20〜る機会を得たので、その時の様子や感じたことを紹1000eVをカバーし、円と直線偏光を供給すること介したい。最近、SPring-8には、ナノテクノロジーができる。したがって、このビームラインで光電子支援プロジェクトの予算を利用して光電子顕微鏡装顕微鏡実験を行う場合には、以下のような特徴があ置（Photoemission electron microscope; PEEM）る。

が導入された［1］。その中の分光型光電子・低エネ
ルギー電子顕微鏡（SPELEEM）装置は、現在定常（1）小さい観察視野においても鮮明なPEEM画像が得られる。

的に稼動している同種装置のなかでは世界最高性能（2）低い光エネルギー領域（真空紫外）をカバーのものである。装置の運転及び応用に関するノウハしており、価電子状態の研究に有利である。

ウをこれから蓄積し、アクティビティをあげていく（3）偏光を利用し、磁気円および線２色性（X-ray必要がある。ELETTRAのNano-spectroscopyビー

magnetic circular & linear dichroism;

ムラインでは、SPELEEMと放射光を組み合わせたXMCD& XMLD）を利用した実験で、微小領研究に最初に成功しており、多くの成果が上がって域の磁性研究ができる。

いる。私はそのグループに加わり、実験に参加した。

上記特徴の内（1）と（2）はSPring-8の軟X線ビELETTRAでの実験を通し、SPring-8の特長を生かームラインでは実現していない。ELETTRAの小さした実験を行っていきたいという思いをさらに強くく絞った光ビームでは、フォトンフラックス密度がした。

高く、画像取得の時間が短くて済む。これによって、ELETTRAはTriesteという町の郊外に建設され振動などに由来する分解能の悪化の影響を小さく抑ているが、そこは、スロベニアとの国境まで２kmえられる。ELETTRAの放射光は低いエネルギー領くらいしか離れていない。冬は風が強くて寒いとい域においても高いフォトンフラックスが得られるのう話を聞いていたが、行ってみると想像より厳しいに対して、SPring-8では低い（例えば250eV以下）環境であった。時に100km/hを超える強風が吹きあ

光を使おうとすると、実効的なフォトンフラックスれ、零下６℃の気温でも、その体感温度はさらに低は急激に減少し、光電子顕微実験はほとんど不可能く感じる。交通が不便で、環境の厳しいこの場所にである。SPring-8の軟Ｘ線にとって、価電子状態の放射光及びその他の研究施設を建設したのは、もと研究の際にはこれは大きい壁である。このようにもと冷戦時代にTrieste人口の過疎化に歯止めをか

ELETTRAでは、比較的低エネルギー領域における、ける為だったそうである。

小さく絞った高いフラックス密度と偏光の特徴を活ELETTRAのNano-spectroscopyビームラインはかして、自己組織化の手法で作成したナノ構造（ドAPPLEⅡタイプのアンジュレーター下流に建設さット、ワイヤ）、磁性（薄膜及びパターン化構造）、れており、SPELEEM用集光ミラーの直前で二つにガス吸着反応、薄膜成長などの観察を幅広く行って分岐され、一つはFEL（free electron laser）用で、いる。

もう一つはSPELEEM用である。FELの方はほとん

ELETTRAには、SPring-8にはない特徴があるもど稼動していないので、実際には、SPELEEMブラのの、同時に欠点も伴う。まず、小さく絞ったフォンチが大部分のビームタイムを利用できる。このトンビームは必ずしも使いやすいものとは限らな

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研究会等報告い。一つ目は、大きい視野のXPEEM像を取りにく圏内のユーザーに対して交通費と滞在費を支給するいことである。集光条件をあまくして大きい視野のことも施設利用の活性化を促進する一因となってい

XPEEM像を取ろうとすると、フォトン照射領域にる。ELETTRAにおける外国人スタッフの多さとテは著しく不均一が生じるので、PEEM実験には不向クニカルスタッフの活躍も印象的であった。今年５きである。PEEMの特徴のひとつに、その視野が比月、フランスのSOLEILが購入した新しい較的広く、反応のダイナミクスなどが比較的観察しSPELEEMもELETTRAで立ち上げ整備が行われ、やすいことがあげられるが、小さい視野のみの観察同ビームラインに仮設置となる。新しいSPELEEMに限られてしまう点は、その特徴のひとつを失っては始めての90度ビームセパレーターを導入しておいることになる。大きい視野（5μm以上）の像をり、大きい特徴となっている。因みにこれまでにとる場合、フォトンビーム照射位置をミラー角度のSPring-8とELETTRAを含む世界各地で導入されて調整によって変え、異なる位置の一連のXPEEMをきたドイツElmitec社製のLEEM関連装置はすべて取得し、最後にそれらを足し合わさなければならな120度ビームセパレーターであった。90度ビームセい。このようなフォトンビームサイズ過小の欠点をパレーターでは更に高い空間分解能が実現できそう踏まえて、SPring-8のSPELEEMでは、照射面積をである。SPring-8でも当初、90度ビームセパレータ25μm×50μmに集光する専用の集光鏡を導入するー型SPELEEMを導入したいと希望していたが、動ことにした。この照射面積は高いフォトンフラック

作と納期の保障ができないと言われて断念した経緯

スの実現と使いやすさを考慮して最も合理的なサイがあった。今後、フランスが購入した90度ビームセズであると判断した。一方で、ミラーを数種類用意パレーター型SPELEEMの稼動に注目したい。

しておき、その切り替えによってビームサイズを観SPELEEMはイメージングモード（LEEM/XPEEM）、察視野に応じて選べるようにする工夫も必要かもし回折モード（LEED）及びエネルギー分散モードれない。また、ELETTRAの蓄積リング中の電子軌（XPS）を一体化しているので、一つの実験対象に道には揺らぎがあり、それによってフォトンビームの位置も常に動く。例えば2.5μm視野のXPEEM画対してビデオレートでの分光、顕微鏡研究が総合的に可能である［2］。特に放射光と組み合わせること像を取得するとき、10分ぐらいの間にフォトンビーにより、局所領域の元素選択性を利用でき、物性研ムは視野外に動いてしまうことがある。従って、測究において一層強力な研究手段となる。このために定中頻繁に遠隔操作で集光ミラーを動かして、フォ欧米諸国は競って光電子顕微鏡の導入と実験環境のトンビームを視野の真ん中に来るように操作する必整備を行っている。日本においては、放射光と要がある。SPpring-8ではその電子軌道が安定し、SPELEEMを組み合わせた研究分野で世界の第一線しかもトップアップ運転によって、光学素子への熱からたち遅れないように、今後よりいっそう緊張負荷も一定に保たれているため、サンプル上でのス感を持って環境整備を行っていく必要がある。

ポット位置もより安定であることが期待される。偏SPring-8の場合、比較的高いエネルギーを持つ軟X

光特性については、ELETTRAでは高速偏光切り替線と高速偏光特性を利用しての研究でその特徴が発えはまだ実現しておらず、アンジュレーターの揮できるであろう。今後ELETTRAの研究グループ

Phaseパラメーターを入力して偏光の切り替えをしと緊密に連携し、共同研究を促進すると同時に、なければならない。磁性物質の観察では、SPring-8

SPring-8におけるSPELEEMも早く世界のトップにの特徴がより発揮されるであろう。

躍り出るような成果を上げることができるよう、努

ELETTRAのNano-spectroscopyグループは、世力したい。

界同分野のグループを見渡しても、最も活躍していELETTRA滞在にあたり、私を受け入れ、お世話るグループのひとつであろう。それは担当スタッフをいただいたDrs. M. Kiskinova、A. Locatelli、の努力は勿論、幅広くユーザーを開拓していること

T. O. Mentes, S. Heunの各氏に感謝したい。訪問実も要因の一つになっていると思われる。私の滞在中、現のために、いろいろ先方とのコントクトの労をと担当者としてお世話をしたユーザーは、欧州の様々っていただいた、大阪電気通信大学の越川孝範教授、な国からやってきた。またアメリカやカナダにもパ

アメリカアリゾナ州立大学のE. Bauer教授、NTTワーユーザーがいる。課題募集は、開放と競争原理アドバンステクノロジ㈱の渡邊義夫博士にお礼を申に基づいており、最先端の課題を集めている。欧州し上げたい。また、派遣に際しご尽力をいただいた
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WORKSHOP AND COMMITTEE REPORT

図1 EletrraのSPELEEM担当者との記念撮影。
上段右から、F. Z. Guo、T. O. Mentes.、
下段右から、S. Heun、A. Locatelli、JASRIの寿栄松宏仁利用研究促進部門長、小林啓介
ナノテク支援室長、木下豊彦分光物性Ⅱグループリーダー及び研究調整部の三好忍氏にも感謝したい。
［1］小 林 啓 介 、 郭 方 准 、 脇 田 高 徳 、 木 下 豊 彦：
SPring-8利用者情報 Vol.10 No.2 (2005) 112.
［2］F.Z. Guo, T. Wakita, H. Shimizu, T. Matsushita, T.
Yasue, T. Koshikawa, E. Bauer and K. Kobayashi :J. Phys. : Condens. Matter 17 (2005) S1363.

郭 方准 GUO Fang Zhun（財）
高輝度光科学研究センター 利用研究促進部門（兼）
ナノテクノロジー総合支援プロジェクト推進室〒679-5198 兵庫県佐用郡三日月町光都1-1-1
TEL：0791-58-0919 FAX：0791-58-0830
e-mail：fz-guo@spring8.or.jp

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