Transcript 合同部会長 尾崎氏講演 「サンビーム、その新たな歩み」[2008/09/02]

サンビーム、その新たな歩み
2008年9月2日
尾﨑 伸司
（サンビーム共同体合同部会長・松下電器産業（株））
サンビーム契約更新記念式典
2008/9/2
産業用専用ビームライン建設利用共同体とは？
大型放射光施設SPring-8の高輝度ビームを各種産業用材料の
開発に活用するため、２本のビームラインを設計・建設し、それらを
利用した研究開発を行っている団体
（参加企業）
川崎重工業（株）、(株)神戸製鋼所、
住友電気工業(株)、ソニー(株)、
電力グループ（関西電力(株)、(財)電力中央研究所）、
(株)東芝、(株)豊田中央研究所、日亜化学工業（株）、日
本電気(株)、(株)日立製作所、(株)富士通研究所、
松下電器産業(株)、三菱電機(株) （アイウエオ順）
URL:http://sunbeam.spring8.or.jp/
サンビーム契約更新記念式典
2008/9/2
産業用専用ビームライン建設利用共同体とは？
サンビーム共同体の設備を用いて得られた知見は、先端半導体デ
バイス、高密度磁気ディスク、レーザーダイオード、光ファイバ、高耐
食鋼、自動車用触媒、燃料電池といった製品の開発や製造プロセ
ス改善に適用され、日本における放射光の産業利用を10年間牽引
し発展させてきました。
1996年 共同体発足
↓
1998年 ビームライン（BL16B2 & XU）建設開始 （愛称：サンビーム）
↓
2007年 総額3億2千万円の大幅設備更新を開始
↓
2008年 今後10年間の設置・利用に関する契約を更新（8月28日）
大幅設備更新を完了し、今秋より通常の各社利用へ
URL:http://sunbeam.spring8.or.jp/
サンビーム契約更新記念式典
2008/9/2
利用実績
各社への割当て（2007A＋2007B、BL16XU＋BL16B2）・・・・ 550 時間/社
環境、
その他
記録・
表示
2006年度
記録・
半導体
表示 環境、
その他
触媒・
燃料電
池
半導体
BL16XU
触媒・
燃料電
池
BL16B2
電池
2007年度
素材
2006年度
電池
2007年度
素材
環境、
その他
記録・
表示
半導体
記録・
表示
BL16XU
半導体
BL16B2
電池
触媒・燃
料電池
触媒・燃
料電池
素材
サンビーム契約更新記念式典
素材
電池
2008/9/2
共同体成果のアピール（2007年度）
●第4回SPring-8産業利用報告会（第7回サンビーム研究発表会）の開催
・日時／場所： 9月11日～12日／総評会館（東京御茶ノ水）
・参加者：238名（前回よりも60名増）
・サンビームの発表：口頭6件、ポスター19件（口頭発表含む）
●SPring-8年報への原稿執筆
●SPring-8供用開始10周年記念 産業利用講演会への共催
（1月23日 コンファレンススクエアＭ＋（東京））
●SPring-8利用推進協議会研究開発委員会での活動報告
（4月13日 虎の門パストラル）
●SPring-8シンポジウムでのポスター発表 （10月29日～30日 SPring-8）
現時点での公開成果
論文・学会発表 303件（SPring-8論文データベースへの登録件数）
特許出願件数 45件（事務局への登録件数）
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第4回SPring-8産業利用報告会におけるサンビーム発表タイトル一覧
形式
口頭
タイトル
リチウムイオン電池正極材料のXAFS解析
豊田
斜入射Ｘ線回折法によるガスクラスターイオンビーム加工の表面損傷の評価
日立
Ｘ線3Dトポグラフィー用特殊スリット（V-slit）の評価
ポ
ス
タ
ー
（
口
頭
発
表
と
の
重
複
分
を
除
く
）
発表社
富士電機
L特性X線を用いた第6周期元素化合物の状態分析法の検討
三菱
Ni薄膜のﾏｲｸﾛ蛍光XAFS分析
松下
溶融塩浴からのタングステン電析技術とXAFSを利用した浴分析
住電
高エネルギーX線を用いた残留γ測定
神鋼
Fe人工さび初期生成過程のその場観察実験
神鋼
希土類添加SiO2ガラスファイバの構造解析
住電
アニール処理したGaInN量子井戸のXAFS解析
ソニー
放射光を利用した微量元素の分析技術
電中研
低温作動固体酸化物形燃料電池実用サイズセルの歪み評価
関電
XAFSによるランタンアルミネート膜の構造解析
東芝
リチウムイオン二次電池正極材料の構造解析
日亜
時分割 in situ X線回折による燃料電池触媒の表面構造解析
日電
in situ XRDおよびXAFSによるPd微粒子水素吸蔵過程の直接観測
日電
BL-16B2におけるイメージングXAFSの試み
日立
Ｘ線トポグラフ法によるＬＳＩパッケージ内部の応力評価
X線反射率測定によるラジカル酸化SiO
2膜の密度評価
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富士通
三菱 2008/9/2
BL16 全体配置図（2007年設備更新前）
その場
計測用
ガス設備
マイクロ
ビーム
回折
ベントシリンドリカルミラー
ピンホール
ダイヤモンド
移相子
蛍光
回転傾斜型
二結晶単色器
BL16XU
60
50
BL16B2
40
遮蔽壁
20
SR
SR
30 可変傾斜型
二結晶単色器
ベントシリンドリカル
ミラー
大型光学定盤
（XAFS・反射率・トポ）
40
ビームライン俯瞰写真
(2006年3月現在）
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2008/9/2
ｻﾝﾋﾞｰﾑ設備更新概略図
第二期研究期間に向け、各社利用ニーズの高度化、設備の陳腐化に対応
・期間：2007年度～2008年度、設備費総額316,653,870円
これまで実施できなかった分析を可能に
より高度な測定を
より実用的な試料
・超希薄成分の分析、超微小部分析
へ適用
・その場分析や実製品の直接観察
IDﾏｲｸﾛﾋﾞｰﾑ装置改造
ID回折装置更新
IDガス設備
増設
16XU光学
ハッチ
BL16XU
60
BL16B2
ID分光器改造
ID蛍光装置改造
50
40
16XU実験ハッチ
16B2光学ハッチ
16B2実験ハッチ
40
30
20
ビーム
X線カメラ新設（BM）
BM実験架台更新
BM回折装置新設
遮蔽壁
ビーム
ID/BM制御機器改造
19素子SSD新設
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2008/9/2
１．ID分光器の設備更新
液体窒素冷却循環装置
目的
ビームの強度、輝度の向上
手段
分光器結晶の熱ひずみの低減
水冷から液体窒素冷却へ
・ﾋﾞｰﾑ形状、強度が大幅に向上
・振動が大幅に低減
IDﾏｲｸﾛﾋﾞｰﾑ装置改造
ID回折装置更新
IDガス設備
増設
液体窒素
ID分光器
改造
ID蛍光装置改造
16XU光学
ハッチ
BL16XU
60
BL16B2
液体窒素
50
40
16XU実験ハッチ
16B2光学ハッチ
16B2実験ハッチ
40
30
20
ビーム
X線カメラ新設（BM）
BM実験架台更新
BM回折装置新設
遮蔽壁
ビーム
ID/BM制御機器改造
ID単色器
19素子SSD新設
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２．蛍光X線装置の設備更新
IDﾏｲｸﾛﾋﾞｰﾑ装置改造
ID回折装
IDガス設備
検出器や試料の配置方法の
置更新
増設
ID蛍光装
置改造 ID分光器改造
変更で、極微量汚染分析装
16XU光学
BL16XU
ハッチ
置から元素・結合状態の微小
60
50
40
部分析装置へ
16XU実験ハッチ
16B2光学ハッチ
BL16B2 16B2実験ハッチ
20
・微小領域（10um）測定可能
遮蔽壁
30
X線カメラ新設（BM）
40
・高感度化
ID/BM制御機器改造
BM実験架台更新
BM回折装置新設
ビーム
ビーム
19素子SSD新設
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３．X線回折装置の設備更新
IDﾏｲｸﾛﾋﾞｰﾑ装置改造
IDガス設備
増設
ID回折装
置更新
ID蛍光装
置改造 ID分光器改造
16XU光学
ハッチ
BL16XU
60
BL16B2
50
16XU実験ハッチ
16B2光学ハッチ
16B2実験ハッチ
40
30
X線カメラ新設（BM）
BM実験架台更新
BM回折装置新設
19素子SSD新設
遮蔽壁
・測定時間の短縮（~1/2）
40
ビーム
・300mmウェハ測定
20
ビーム
・微小領域（10um）測定可能
・反射率12桁測定
ID/BM制御機器改造
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４．マイクロビーム装置の設備更新
更新後マイクロ装置全景
IDガス設備増設
IDﾏｲｸﾛﾋﾞｰﾑ装置改造
ID回折装置更新
・高精度回折機能の追加
ID分光器改造
ID蛍光装置改造
・FZP新集光方式で100nmビーム利
16XU光学
ハッチ
用を目指す。
BL16XU
60
BL16B2
K-B集光光学系
垂直回転軸試料台
50
16XU実験ハッチ
16B2光学ハッチ
16B2実験ハッチ
40
ビーム
20
ビーム
ビームサイズ0.4µm□を利用した蛍光，
遮蔽壁
30
X線カメラ新設（BM）
XAFS,
回折測定が可能に
BM実験架台更新
BM回折装置新設
40
19素子SSD新設
ID/BM制御機器改造
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FZP集光光学系
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５．IDガス設備の増設
IDガス設備増設
IDﾏｲｸﾛﾋﾞｰﾑ装置改造
屋外へ
反応ガス（BL16XUへ）
ID回折装置更新
ID分光器改造
ID蛍光装置改造
16XU光学
ハッチ
BL16XU
60
BL16B2
反応ガス（BL16B2へ）
50
40
16XU実験ハッチ
16B2光学ハッチ
16B2実験ハッチ
40
30
遮蔽壁
ビーム
ビーム
20
X線カメラ新設（BM）
ID/BM制御機器改造
BM実験架台更新
BL16XU側から見た写真
BM回折装置新設
19素子SSD新設
警報盤
除害設備
シリンダーキャビネット
（10リットル×3本）
分岐ボックス（窒素架台の裏側）
IDガス設備増設
ガス供給先切替部
BL16XUでもBL16B2と同様の各種ガ
スを利用したin-situ実験が可能に
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６．BM回折装置新設とBM実験架台更新
IDﾏｲｸﾛﾋﾞｰﾑ装置改造
ID回折装置更新
IDガス設備
増設
16XU光学
ハッチ
BL16XU
60
BL16B2
ID分光器改造
ID蛍光装置改造
50
40
16XU実験ハッチ
16B2光学ハッチ
16B2実験ハッチ
40
30
20
ビーム
X線カメラ新設（BM）
ID/BM制御機器改造
19素子SSD新設
BM回折
装置新設
遮蔽壁
ビーム
BM実験架台更新
BM実験架台更新
XAFS測定系を集約配置することにより、
実験効率を向上。
BM回折装置新設
4軸回折計を新設で、高エネルギー回折
実験が可能に。
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７．19素子SSD検出器新設
背景
微量添加元素解析のニーズ増大
（より希薄な元素をより正確、短時間で）
内容
19素子GeSSD検出器の導入
期待効果 現行比5～10倍の感度向上
検出器比較（k-χk3プロット）
3
k (k)
10
19素子SSD
0
7素子SDD
–10
Sample：Er 300ppm in SiO2
0
5
–1
k/A
10
15
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８．フラットパネル検出器の新設
IDﾏｲｸﾛﾋﾞｰﾑ装置改造
ID回折装置更新
IDガス設備
増設
16XU光学
ハッチ
BL16XU
60
BL16B2
ID分光器改造
ID蛍光装置改造
50
40
16XU実験ハッチ
16B2光学ハッチ
16B2実験ハッチ
40
BM回折装置新設
X線カメラ
BM実験架台更新
新設（BM）
30
遮蔽壁
ビーム
20
ビーム
ID/BM制御機器改造
試用実験データ
(回折測定)
19素子SSD新設
X線カメラ新設
小型・軽量カメラにより自由な配
置で、回折や大視野イメージング
におけるリアルタイム観察。
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2008/9/2
おわり
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2008/9/2