ユーザーの立場からの期待
（放射光利用に関して）

1999年11月29日
平井康晴

　

１．放射光利用の現状

１）形態
２）経緯

　

２．新しい利用技術への期待

１）光源
２）ビームライン
３）実験装置

　

３．研究および支援体制への期待

１）現場レベル
２）施設レベル
３）今後

　

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１．放射光利用の現状

１）形態
　　　ビッグサイエンス（加速器科学）　→　スモールサイエンスの集合

図　放射光の輝度比較と利用分野

２）経緯

• 1960、70年代　第１世代放射光源の利用　　：官・学
• 1980年代　　　第２世代放射光源の利用　　：官・学・（産）
  　　　　　　　　　数社が専用ビームラインを建設・利用
  　　　　　　　　　Ｘ線リソグラフィ、光化学反応、材料の構造/組成解析
• 1990年代　　　第３世代放射光源の利用開始：産・官・学
  　　　　　　　　　1990年初電機、通信、精密、鉄鋼、化学、薬品

  　　　　　　　　　　利用経験　数十社以上
  　　　　　　　　　　利用技術　XAFS，回折、蛍光分析、リソグラフィ
  　　　　　　　　　　　　　　　機器開発、光化学反応…

２．新しい利用技術への期待

１）光源　　　　　　　→　加速器科学の進歩に依存

高輝度　：電子ビームエミッタンス
大強度　：ビーム電流値
可干渉　：電子ビームエミッタンス
可変偏光：電子ビーム加速方向
　　＜＜光源のコンパクト化＞＞

２）ビームライン　　　→　材料工学、精密加工技術、通信・ソフト技術に依存

光学系（単色器、光学素子、Ｘ線透過窓、フィルタ、スリット、…）
メカ系（真空素子、バルブ、ゲージ、シャッタ、アブソーバ、…）
制御系（分散処理、ネットワーク、ソフト、…）
　　＜＜ビームラインの簡素化＞＞

３）実験装置　　　　　→　光源・ビームラインと整合のとれた実験装置によ
　　　　　　　　　　　　り、従来得られなかった情報を得る。

　例えば、第３世代放射光源に関して期待されている産業利用は：

極表面・界面の構造/組成解析
　　薄膜電子材料、薄膜磁性材料、触媒、機能性構造材料、有機材料…
微少量含有元素の高感度分析
　　ウエハー、薄膜材料、生体関連物質、環境関連物質、…
微小部点分析、走査イメージング
　　薄膜材料、生体関連物質、環境関連物質、…
微小歪大面積トポグラフ観察、位相コントラストイメージング
　　半導体素材、生体軟部組織等、…
単分子レベルの機能計測
　　蛋白質、細胞、…
→　insitu測定（時間変化）
　　invivo測定（同上）
第３世代放射光源（SPring-8,APS,ESRF,ALS,ELLETA,…）
　　実用レベルで利用可能なことが必要

３．研究および支援体制への期待

１）現場レベル

• 多くの場合、放射光利用は幾つかの測定技術のうちの大きな１つ

→　測定対象は加工プロセス中（ex.数十工程）の１試料
→　放射光測定の短期間フィードバックシステムが必要
• 放射光を用いた新しい測定技術、プロセス技術の開発
  　　医療診断装置（血管造影、癌/腫瘍などの生体組織観察、他）
  　　Ｘ線微細加工技術

２）施設レベル

• 産官学、国際交流による共同利用の一環（施設のミッションとの融合）
• 基礎研究レベルでの国際交流推進
• 分析解析事業
• ユーザー利用時間の増加
• コンパクトリングなどのシステム開発と普及
• 人材の育成（教育と研究）
• 知的所有権を含む成果活用方法の整備（知的資産活用のシステム化）

３）今後

• ユーザー：バイオ/環境関連、ナノスケール材料開発
• 実験方法：On-lineで、所属機関から操作
• 運営　　：多数の小型融合プロジェクト（産官学）による新技術創出
  　　　　　　→　選択と集中
  　　　　　先導的技術分野の策定と推進による新事業分野創出

以上