Optical

高精度X線ミラーとは

ジェイテックの高精度X線ミラー

当社の高精度X線ミラーは、放射光施設で発生させた高輝度なX線を反射させ、「X線の進行方向を変える」、「X線を集光する」、「連続的な波長を持つX線から特定の波長のX線だけを分ける（単色化）」、「X線の波面をそろえる」等に使用されます。

X線ミラーで作り出されたX線は、金属・半導体・磁石などの無機物内部から樹脂・薬・たんぱく質などの有機物内部までの原子構造・分子組成・物性状態の計測に利用されており、当社ではそれらの用途や目的に合わせた様々な種類の高精度X線ミラーを開発・製造・販売しています。

各種高精度X線ミラー

X線ミラーの特長

(1) 幾何学計算で得られる理想的な形状に対し、表面を誤差数ナノメートル以下であること

(2) 結晶的な欠陥や歪のない原子配列が整った結晶面であること

(3) １層あたり数～10ナノメートル厚みで多層膜面を形成し、高い反射率でX線回折現象を発生させること

高精度X線ミラー反射面の形状と凹凸の例

ナノレベルの加工技術と計測技術

当社の高精度X線ミラーの反射面は、大阪大学の基礎研究の成果である原子レベル（0.1nmレベル）での除去加工を可能にするElastic Emission Machining（EEM）とメートル領域の広範囲においてナノメートルレベルでの形状測定を可能にする Micro Stitching Interferometry（MSI）とRelative Angle Determinable Stitching Interferometry（RADSI）により実現されています。

EEM加工技術 MSIとRADSI

放射光施設について

放射光とは、円形加速器（シンクロトロン）の内部において直進する高エネルギーの電子が偏向電磁石により軌道が曲げられた際に発生する人工的な電磁波（光）のことであり、そこには波長の長い赤外線から短いX線まで含まれています。放射光施設とは、その放射光を利用することができる実験施設のことです。ここでは、放射光は計測・分析用途に応じて必要とする波長の光を取り出し（これを「分光」と呼びます）、利用していますが、原子や分子といったナノメートルレベルの世界を照らし出すために、高輝度（とても明るい）X線が利用されています。 1997年から供用開始された兵庫県にある大型放射光施設「SPring-8」は、アメリカの「APS (Advanced Photon Source)」と欧州の「ESRF (European Synchrotron Radiation Facility)」を加えて世界３大放射光施設と呼ばれています。そして、全周1436mの円形加速器と62本のビームラインと呼ばれる実験場所を備え、そこで供される世界最高レベルの高輝度放射光により基礎研究から産業利用まで多くの優れた成果をあげています。

放射光施設の構成例
放射光の発生原理

放射光の構成
SPring-8の航空写真

放射光施設における高精度X線ミラー

当社の高精度X線ミラーは、ビームラインにおいて使用され、X線の集光・分光・結像等のために利用されています。使用例として、測定する試験サンプルの前段に当社の高精度X線ミラーの1つであるKirkpatric-Baezミラー（KBミラー）を配置し、X線を10～100nmのサイズに集光することで高分解能測定を可能にしています。

集光したX線と試験サンプル
真空チャンバー内に設置されたKBミラー

放射光を利用した研究成果

近年の放射光利用による研究成果として、微小タンパク質の構造解析、小惑星イトカワ微粒子の構造解析、ナノ結晶複合薄膜の気相成長の構造決定等の基礎研究から、燃料電池の白金触媒の化学状態の可視化、高性能タイヤの新材料開発技術等の応用研究まで、様々な研究・産業分野に広く利用されています。

放射光施設における研究成果の例

生命科学

細胞内を3DイメージングできるX線顕微鏡開発
光合成の中核をなすタンパク質複合体の構造解析

物質科学/産業

ニッケル水素電池の高容量化
ヘアケア用品開発へ向けた髪の毛の内部構造解析
三次元計測の新手法が低燃費タイヤの開発に貢献

環境科学/地球科学

地球内部の環境を再現（外核が二層に別れて対流している可能性を示唆）
はやぶさ持ち帰りの小惑星イトカワの微粒子解析

考古学科学/鑑定

犯罪捜査の分析・鑑定
蛍光X線分析による三角縁神獣鏡の原材料調査
木製古面から剥離した破片をもとに原材料を特定

当社の納入実績

現在、日本・アジア・アメリカ・欧州を中心に世界中で30以上の放射光施設が稼働しています。当社の高精度X線ミラーは、これらの先端的な放射光施設やX線自由電子レーザー施設で利用され、極めて高い評価を得ています。

実績のある放射光施設(国内)

所在地	施設名
兵庫県	SPring-8 (Super Photon Ring-8 GeV)
兵庫県	SACLA (SPring-8 Angstrom Compact free Electron LAser)
兵庫県	NewSUBARU (NewSUBARU Synchrotron Radiation Facility)
宮城県	NanoTerasu (NanoTerasu Synchrotron Light Source)
茨城県	PF (Photon Factory)
滋賀県	AURORA (Compact Synchrotron Light Source AURORA)
佐賀県	SAGA-LS (Saga Light Source)

実績のある放射光施設(海外)

国	施設名
イギリス	DLS (Diamond Light Source)
イタリア	Elettra (Elettra Sincrotrone Trieste)
スイス	SwissFEL (Swiss Free Electron Laser)
スイス	SLS (Swiss Light Source)
スウェーデン	MAX-IV (MAX IV Laboratory)
スペイン	ALBA (ALBA Synchrotron)
ドイツ	PETRAIII (Positron-Electron Tandem Ring Accelerator III)
ドイツ	EU-XFEL (European XFEL (X-ray Free Electron Laser))
ドイツ	BESSY II (Berlin Electron Storage Ring Society for Synchrotron Radiation II)
フランス	ESRF (European Synchrotron Radiation Facility)
フランス	SOLEIL (Synchrotron SOLEIL)
中国	HALF (Hefei Advanced Light Facility)
中国	BSRF (Beijing Synchrotron Radiation Facility)
中国	HEPS (High Energy Photon Source)
中国	SSRF (Shanghai Synchrotron Radiation Facility)
中国	SHINE (Shanghai High repetitioN rate XFEL and Extreme light facility)
中国	SXFEL (Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser facility)
中国	S³FEL (Shenzhen Superconducting Soft-X-Ray Free Electron Laser)
韓国	PAL-XFEL (Pohang Accelerator Laboratory X-ray Free Electron Laser)
韓国	PLS II (Pohang Light Source II)
台湾	TPS (Taiwan Photon Source)
タイ	SPS (Siam Photon Source)
オーストラリア	AS (Australian Synchrotron)
アメリカ	ALS (Advanced Light Source)
アメリカ	LCLS (Linac Coherent Light Source)
アメリカ	APS (Advanced Photon Source)
アメリカ	NSLS-II (National Synchrotron Light Source II)
カナダ	CLS (Canadian Light Source)
ブラジル	SIRIUS (Sirius Brazilian Synchrotron Light Source)