JP6946692B2

JP6946692B2 - X-ray generator

Info

Publication number: JP6946692B2
Application number: JP2017065576A
Authority: JP
Inventors: 河口　紀仁; 紀仁河口; 一馬秋久保
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: JP2018169241A

Description

本開示は、Ｘ線を発生させるＸ線発生装置に関する。 The present disclosure relates to an X-ray generator that generates X-rays.

従来、基板に成長させたカーボンナノチューブ（Carbon Nano Tube:ＣＮＴ）にレーザーを照射して、Ｘ線を発生させる技術が開発されている（例えば、特許文献１）。 Conventionally, a technique has been developed in which carbon nanotubes (CNTs) grown on a substrate are irradiated with a laser to generate X-rays (for example, Patent Document 1).

ＣＮＴを構成する炭素原子にレーザーを照射することで発生するＸ線の波長は、２．２８ｎｍ以上４．３６ｎｍ以下であり、水の窓領域（Water window）と呼ばれている。水の窓領域のＸ線（「軟Ｘ線」ともいう）は、水を透過するものの、タンパク質等を透過しない。このため、軟Ｘ線を照射する軟Ｘ線顕微鏡は、水を含んだ状態で生体を観測できる。 The wavelength of X-rays generated by irradiating carbon atoms constituting CNTs with a laser is 2.28 nm or more and 4.36 nm or less, and is called a water window region. X-rays (also referred to as "soft X-rays") in the window area of water allow water to pass through, but do not allow proteins or the like to pass through. Therefore, a soft X-ray microscope that irradiates soft X-rays can observe a living body in a state of containing water.

特許第４００５５５１号公報Japanese Patent No. 4005551

上記特許文献１に記載された技術のように、繊維状のカーボンや繊維状の金属を成長させた基板にレーザーを照射してＸ線を発生させる技術では、レーザーのエネルギー密度が相対的に低い場合であっても、レーザーを照射すると繊維状のカーボンや金属が基板から剥離してしまう。このため、Ｘ線の強度（発生量）を高めることができないという問題がある。 In the technique of irradiating a substrate on which fibrous carbon or fibrous metal is grown with a laser to generate X-rays, as in the technique described in Patent Document 1, the energy density of the laser is relatively low. Even in this case, when the laser is irradiated, fibrous carbon or metal is peeled off from the substrate. Therefore, there is a problem that the intensity (generation amount) of X-rays cannot be increased.

本開示は、Ｘ線の強度を高めることが可能なＸ線発生装置を提供することを目的としている。 It is an object of the present disclosure to provide an X-ray generator capable of increasing the intensity of X-rays.

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るＸ線発生装置は、１または複数のカーボンナノウォールを含んで構成されるナノ構造層を有する基材と、前記ナノ構造層に、パルス幅が１０^−１２秒未満のレーザーを照射して、前記ナノ構造層をアブレートさせるレーザー照射部と、を備え、前記カーボンナノウォールには、金属がドープされている。 In order to solve the above problems, the X-ray generator according to one aspect of the present disclosure has a base material having a nanostructure layer composed of one or a plurality of carbon nanowalls, and a pulse on the nanostructure layer. width by irradiating a laser of less than 10 ^-12 second, and a laser irradiation unit for ablating the nanostructured layer, the carbon nano-wall is metal that is doped.

また、前記レーザー照射部は、前記ナノ構造層におけるグラファイト層が設けられる側と逆側からレーザーを照射してもよい。 Further, the laser irradiation unit may irradiate the laser from the side opposite to the side of the nanostructure layer where the graphite layer is provided.

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る他のＸ線発生装置は、１または複数のカーボンナノウォール形状の金属の構造体を含んで構成されるナノ構造層を有する基材と、前記ナノ構造層に、パルス幅が１０^−１２秒未満のレーザーを照射して、前記ナノ構造層をアブレートさせるレーザー照射部と、を備える。
In order to solve the above problems, another X-ray generator according to one aspect of the present disclosure includes a base material having a nanostructure layer composed of one or a plurality of carbon nanowall-shaped metal structures. The nanostructured layer is provided with a laser irradiation unit that irradiates the nanostructured layer with a laser having a pulse width of ^{less than 10 to 12 seconds to ablate the nanostructured layer.}

また、前記基材は、樹脂およびガラスのいずれか一方または両方に埋め込まれた前記ナノ構造層を有してもよい。 Further, the base material may have the nanostructure layer embedded in either one or both of resin and glass.

また、前記レーザー照射部によるレーザーの照射領域と、前記基材とを相対的に移動させる移動部を備えてもよい。 Further, a moving portion for relatively moving the laser irradiation region by the laser irradiation portion and the base material may be provided.

Ｘ線の強度を高めることが可能となる。 It is possible to increase the intensity of X-rays.

Ｘ線発生装置を説明する図である。It is a figure explaining the X-ray generator. 基材を説明する図である。It is a figure explaining the base material. ナノ構造層を説明する図である。It is a figure explaining the nanostructure layer. 第１変形例の基材を説明する図である。It is a figure explaining the base material of the 1st modification. 第２変形例の基材を説明する図である。It is a figure explaining the base material of the 2nd modification. 基材を製造する成膜装置を説明する図である。It is a figure explaining the film forming apparatus which manufactures a base material. 第３変形例の基材を説明する図である。It is a figure explaining the base material of the 3rd modification. 第４変形例の基材を説明する図である。It is a figure explaining the base material of the 4th modification. 図９（ａ）は、レーザーを照射する前のカーボンナノチューブをＳＥＭで観察した結果を示す画像である。図９（ｂ）は、レーザーを照射した後のカーボンナノチューブをＳＥＭで観察した結果を示す第１の画像である。FIG. 9A is an image showing the result of observing the carbon nanotubes by SEM before irradiating the laser. FIG. 9B is a first image showing the result of observing the carbon nanotubes after irradiation with the laser by SEM. 図１０（ａ）は、レーザーを照射する前の基材をＳＥＭで観察した結果を示す画像である。図１０（ｂ）は、レーザーを照射した後の基材をＳＥＭで観察した結果を示す第１の画像である。図１０（ｃ）は、レーザーを照射した後の基材をＳＥＭで観察した結果を示す第２の画像である。FIG. 10A is an image showing the result of observing the base material by SEM before irradiating the laser. FIG. 10B is a first image showing the result of observing the base material by SEM after irradiating the laser. FIG. 10 (c) is a second image showing the result of observing the base material by SEM after irradiating the laser. 図１１（ａ）は、レーザーを照射する前の基材のラマンスペクトルを示す図である。図１１（ｂ）は、レーザーを照射した後の基材のラマンスペクトルを示す図である。FIG. 11A is a diagram showing a Raman spectrum of the base material before irradiation with the laser. FIG. 11B is a diagram showing a Raman spectrum of the base material after irradiation with the laser.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。 An embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, other specific numerical values, etc. shown in such an embodiment are merely examples for facilitating understanding, and do not limit the present disclosure unless otherwise specified. In the present specification and the drawings, elements having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted. In addition, elements not directly related to the present disclosure are not shown.

（Ｘ線発生装置１００）
図１は、Ｘ線発生装置１００を説明する図である。図１に示すように、Ｘ線発生装置１００は、基材１１０と、レーザー照射部１２０、移動部１３０とを含んで構成される。なお、図１中、レーザーおよびＸ線を実線の矢印で示す。 (X-ray generator 100)
FIG. 1 is a diagram illustrating an X-ray generator 100. As shown in FIG. 1, the X-ray generator 100 includes a base material 110, a laser irradiation unit 120, and a moving unit 130. In FIG. 1, lasers and X-rays are indicated by solid arrows.

図２は、基材１１０を説明する図である。なお、本実施形態の図２では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。図２に示すように、基材１１０は、基板Ｓと、ナノ構造層１５０とを含んで構成される。ナノ構造層１５０は、グラファイト層１５２と、１または複数のカーボンナノウォール１５４を含んで構成される。ナノ構造層１５０は、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置やスパッタリング装置によって基板Ｓ上に成膜される。 FIG. 2 is a diagram illustrating the base material 110. In FIG. 2 of the present embodiment, the X-axis, Y-axis, and Z-axis that intersect vertically are defined as shown in the figure. As shown in FIG. 2, the base material 110 includes a substrate S and a nanostructure layer 150. The nanostructured layer 150 is composed of a graphite layer 152 and one or more carbon nanowalls 154. The nanostructure layer 150 is formed on the substrate S by a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) device or a sputtering device.

図３は、ナノ構造層１５０を説明する図である。なお、本実施形態の図３（ｂ）、図３（ｄ）では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。カーボンナノウォール１５４は、図３（ａ）に示すようなグラフェンシート（図３（ａ）中、炭素原子（Ｃ）を白丸で示す）が、図３（ｂ）に示すように、基板Ｓの表面上から立設したもの（垂直状に成長したもの）である。カーボンナノウォール１５４が基板Ｓ上に形成される際には、図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すように、まず、基板Ｓの表面に、グラファイト層１５２（またはアモルファスカーボン層）が形成される。グラファイト層１５２は、基板Ｓの表面の面内方向に沿って、基板Ｓの表面に形成される。例えば、グラファイト層１５２は、基板Ｓの表面の面内方向に平行に、基板Ｓの表面に形成される。 FIG. 3 is a diagram illustrating the nanostructured layer 150. In addition, in FIGS. 3 (b) and 3 (d) of this embodiment, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis that intersect vertically are defined as shown in the figure. In the carbon nanowall 154, the graphene sheet as shown in FIG. 3 (a) (in FIG. 3 (a), the carbon atom (C) is indicated by a white circle) is formed on the substrate S as shown in FIG. 3 (b). It is erected from the surface (grown vertically). When the carbon nanowall 154 is formed on the substrate S, as shown in FIGS. 3 (c) and 3 (d), first, a graphite layer 152 (or an amorphous carbon layer) is formed on the surface of the substrate S. It is formed. The graphite layer 152 is formed on the surface of the substrate S along the in-plane direction of the surface of the substrate S. For example, the graphite layer 152 is formed on the surface of the substrate S in parallel with the in-plane direction of the surface of the substrate S.

そして、カーボンナノウォール１５４は、グラファイト層１５２を介して、基板Ｓの表面に対して垂直方向（図３（ｂ）、図３（ｄ）中、Ｚ軸方向）に延在（延伸）するように複数形成される。ここで、カーボンナノウォール１５４における基板Ｓと平行な方向（図３（ｂ）中、Ｘ軸方向）の厚みは、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。また、隣り合うカーボンナノウォール１５４間の図３（ｂ）中、Ｘ軸方向の距離は、１ｎｍ以上１０μｍ以下である。 Then, the carbon nanowall 154 extends (stretches) in the direction perpendicular to the surface of the substrate S (in the Z-axis direction in FIGS. 3B and 3D) via the graphite layer 152. Multiple forms are formed in. Here, the thickness of the carbon nanowall 154 in the direction parallel to the substrate S (in the X-axis direction in FIG. 3B) is 1 nm or more and 100 nm or less. Further, in FIG. 3B between adjacent carbon nanowalls 154, the distance in the X-axis direction is 1 nm or more and 10 μm or less.

図１に戻って説明すると、レーザー照射部１２０は、ナノ構造層１５０に、パルス幅が１０^−１２秒未満のレーザー（パルスレーザー）を照射する。レーザー照射部１２０は、例えば、パルス幅がフェムト秒（１０^−１５秒）のレーザーや、パルス幅がアト秒（１０^−１８秒）のレーザーを照射する。 Returning to FIG. 1, the laser irradiation unit 120 irradiates the nanostructure layer 150 with a laser (pulse laser) having ^{a pulse width of less than 10-12 seconds.} Laser irradiation unit 120 is, for example, pulse width and laser femtosecond ^{(10 -15} seconds), the pulse width is irradiated with a laser attosecond ^{(10 -18} seconds).

レーザー照射部１２０が照射するレーザーのエネルギー密度は、ナノ構造層１５０をアブレートさせるエネルギー密度である。エネルギー密度は、炭素原子の電子のエネルギー準位を、基底状態に戻ったときにＸ線（特性Ｘ線）を放出する程度まで上昇させるエネルギー密度である。エネルギー密度は、ナノ構造層１５０の厚みに基づいて決定される。エネルギー密度は、例えば、１×１０^１４Ｗ／ｃｍ^２以上である。なお、レーザー照射部１２０が照射するレーザーの波長に限定はない。レーザー照射部１２０が照射するレーザーの波長は、例えば、３０１ｎｍ以上である。 The energy density of the laser irradiated by the laser irradiation unit 120 is the energy density that abrates the nanostructure layer 150. The energy density is an energy density that raises the energy level of an electron of a carbon atom to the extent that it emits X-rays (characteristic X-rays) when it returns to the ground state. The energy density is determined based on the thickness of the nanostructured layer 150. The energy density is, for example, 1 × 10 ¹⁴ W / cm ² or more. The wavelength of the laser irradiated by the laser irradiation unit 120 is not limited. The wavelength of the laser irradiated by the laser irradiation unit 120 is, for example, 301 nm or more.

レーザー照射部１２０が、ナノ構造層１５０をアブレートさせる程度のレーザーを照射することにより、カーボンナノウォール１５４を構成する炭素原子からＸ線を放出させることができる。炭素原子から放出される特性Ｘ線は、２．２８ｎｍ以上４．３６ｎｍ以下の波長の軟Ｘ線である。したがって、レーザー照射部１２０がナノ構造層１５０にレーザーを照射することにより、水を含んだ状態で、生体や、軽元素（Ｃ、Ｎ、Ｏ）等で構成された測定対象物を観測することができる。 By irradiating the laser irradiation unit 120 with a laser that ablate the nanostructure layer 150, X-rays can be emitted from the carbon atoms constituting the carbon nanowall 154. The characteristic X-rays emitted from carbon atoms are soft X-rays having a wavelength of 2.28 nm or more and 4.36 nm or less. Therefore, when the laser irradiation unit 120 irradiates the nanostructure layer 150 with a laser, it is possible to observe a living body or a measurement object composed of light elements (C, N, O) or the like in a state of containing water. Can be done.

また、カーボンナノウォール１５４は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）と比較して、基板Ｓとの接触面積が極めて大きい。このため、レーザー照射部１２０がレーザーを照射しても、カーボンナノウォール１５４（ナノ構造層１５０）が基板Ｓから剥離することがない。したがって、エネルギー密度が相対的に高いレーザーを照射することができる。これにより、ＣＮＴにレーザーを照射する場合と比較して、Ｘ線の強度を高める（Ｘ線の発生量を増加させる）ことが可能となる。 Further, the carbon nanowall 154 has an extremely large contact area with the substrate S as compared with the carbon nanotube (CNT). Therefore, even if the laser irradiation unit 120 irradiates the laser, the carbon nanowall 154 (nanostructure layer 150) does not peel off from the substrate S. Therefore, it is possible to irradiate a laser having a relatively high energy density. This makes it possible to increase the intensity of X-rays (increase the amount of X-rays generated) as compared with the case of irradiating the CNTs with a laser.

なお、レーザー照射部１２０によってレーザーを照射する際の基材１１０の雰囲気圧力は、大気圧以上であり所定の上限圧力未満である。上限圧力は、カーボンナノウォール１５４がダイヤモンドに転移する圧力である。基材１１０の雰囲気圧力が高いほど、放出するＸ線の強度を高めることができる。 The atmospheric pressure of the base material 110 when the laser is irradiated by the laser irradiation unit 120 is equal to or higher than the atmospheric pressure and lower than the predetermined upper limit pressure. The upper limit pressure is the pressure at which the carbon nanowall 154 transfers to diamond. The higher the atmospheric pressure of the base material 110, the higher the intensity of the emitted X-rays.

移動部１３０は、レーザー照射部１２０によるレーザーの照射領域と、基材１１０とを相対的に移動させる。これにより、１の基材１１０に対して、照射領域を異にして、複数回レーザーを照射することができる。したがって、１の基材１１０で複数回Ｘ線を発生させることが可能となる。 The moving unit 130 relatively moves the laser irradiation region by the laser irradiation unit 120 and the base material 110. As a result, it is possible to irradiate one base material 110 with a laser a plurality of times in different irradiation regions. Therefore, it is possible to generate X-rays a plurality of times with one base material 110.

（第１変形例：基材２１０）
図４は、第１変形例の基材２１０を説明する図である。図４（ａ）は、基材２１０の斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸＺ断面図である。なお、第１変形例の図４（ａ）、図４（ｂ）では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。また、図４（ｂ）中、レーザーおよびＸ線を白抜き矢印で示す。 (First modification: base material 210)
FIG. 4 is a diagram for explaining the base material 210 of the first modification. FIG. 4A is a perspective view of the base material 210. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line XZ of FIG. 4A. In FIGS. 4 (a) and 4 (b) of the first modification, the X-axis, Y-axis, and Z-axis that intersect vertically are defined as shown in the figure. Further, in FIG. 4B, lasers and X-rays are indicated by white arrows.

図４（ｂ）に示すように、第１変形例の基材２１０は、ナノ構造層１５０と、囲繞部２６０とを含んで構成される。なお、上記基材１１０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 As shown in FIG. 4B, the base material 210 of the first modification is configured to include the nanostructure layer 150 and the surrounding portion 260. The components substantially the same as those of the base material 110 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

囲繞部２６０は、グラファイト層１５２およびカーボンナノウォール１５４を囲繞する。つまり、ナノ構造層１５０は、囲繞部２６０に埋め込まれている。囲繞部２６０は、レーザーに対する透過性および耐熱性を有する材料で構成される。囲繞部２６０は、例えば、樹脂およびガラスのいずれか一方または両方である。樹脂は、例えば、ポリイミドやポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、エポキシ樹脂である。 The surrounding portion 260 surrounds the graphite layer 152 and the carbon nanowall 154. That is, the nanostructure layer 150 is embedded in the surrounding portion 260. The surrounding portion 260 is made of a material having transparency and heat resistance to a laser. The surrounding portion 260 is, for example, one or both of resin and glass. The resin is, for example, polyimide, polymethyl methacrylate (PMMA), or an epoxy resin.

基材２１０の具体的な製造方法については、特開２０１５−１１８３４８号公報に記載された技術を利用できるので、ここでは、詳細な説明は省略する。 As for the specific manufacturing method of the base material 210, the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-118348 can be used, and thus detailed description thereof will be omitted here.

上記したように、ナノ構造層１５０は、囲繞部２６０に囲繞されている。つまり、ナノ構造層１５０（カーボンナノウォール１５４）の周囲は高密度である。このため、炭素原子から放出されるＸ線の強度を高めることが可能となる。 As described above, the nanostructured layer 150 is surrounded by the surrounding portion 260. That is, the periphery of the nanostructure layer 150 (carbon nanowall 154) is dense. Therefore, it is possible to increase the intensity of X-rays emitted from carbon atoms.

また、囲繞部２６０を備えることにより、ナノ構造層１５０から基板Ｓを取り外すことができる。このため、基材２１０は、基板ＳによってＸ線が吸収されてしまう事態を回避することが可能となる。 Further, by providing the surrounding portion 260, the substrate S can be removed from the nanostructure layer 150. Therefore, the base material 210 can avoid a situation in which X-rays are absorbed by the base material S.

また、レーザー照射部１２０は、図４（ｂ）に示すように、ナノ構造層１５０におけるグラファイト層１５２が設けられる側と逆側からレーザーを照射するとよい。これにより、基材２１０を挟んでレーザー照射部１２０の逆側に測定対象物を配置することができる。したがって、Ｘ線を反射させる機構を省略することができ、Ｘ線発生装置１００を小型化することが可能となる。 Further, as shown in FIG. 4B, the laser irradiation unit 120 may irradiate the laser from the side of the nanostructure layer 150 where the graphite layer 152 is provided. As a result, the object to be measured can be arranged on the opposite side of the laser irradiation unit 120 with the base material 210 sandwiched between them. Therefore, the mechanism for reflecting X-rays can be omitted, and the X-ray generator 100 can be miniaturized.

さらに、囲繞部２６０を、可撓性を有する材料で構成すれば、基材２１０を測定対象物の形状に合わせて変形させることが可能となる。これにより、測定対象物のイメージングを容易に行うことができる。 Further, if the surrounding portion 260 is made of a flexible material, the base material 210 can be deformed according to the shape of the object to be measured. This makes it possible to easily image the object to be measured.

（第２変形例：基材３１０）
図５は、第２変形例の基材３１０を説明する図である。なお、第２変形例の図５では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。 (Second modification: base material 310)
FIG. 5 is a diagram for explaining the base material 310 of the second modification. In FIG. 5 of the second modification, the X-axis, Y-axis, and Z-axis that intersect vertically are defined as shown in the figure.

図５に示すように、第２変形例の基材３１０は、ナノ構造層３５０と、基板Ｓとを含んで構成される。 As shown in FIG. 5, the base material 310 of the second modification includes the nanostructure layer 350 and the substrate S.

ナノ構造層３５０は、下地層３５２と、１または複数のナノ構造体３５４とを含んで構成される。下地層３５２は、金属がドープされたグラファイトで構成される。ナノ構造体３５４は、金属がドープされたカーボンナノウォールである。 The nanostructure layer 350 is composed of a base layer 352 and one or more nanostructures 354. The base layer 352 is composed of metal-doped graphite. The nanostructure 354 is a metal-doped carbon nanowall.

図６は、基材３１０を製造する成膜装置４１０を説明する図である。図６に示すように、成膜装置４１０は、所謂プラズマＣＶＤ装置であり、チャンバ４２０と、基板ホルダ４３０と、ターゲット保持部４４０と、プラズマ銃４５０とを含んで構成される。 FIG. 6 is a diagram illustrating a film forming apparatus 410 that manufactures the base material 310. As shown in FIG. 6, the film forming apparatus 410 is a so-called plasma CVD apparatus, and includes a chamber 420, a substrate holder 430, a target holding portion 440, and a plasma gun 450.

チャンバ４２０には、ガス供給口４２２が形成されている。ガス供給口４２２を介して、チャンバ４２０の内部に反応ガスが供給される。反応ガスは、メタン（ＣＨ_４）等のカーボンナノウォールを形成することができるガスである。また、チャンバ４２０には、不図示の真空ポンプが接続されており、真空ポンプによって内部が所定の圧力に維持される。 A gas supply port 422 is formed in the chamber 420. The reaction gas is supplied to the inside of the chamber 420 through the gas supply port 422. The reaction gas is a gas capable of forming carbon nanowalls such as _{methane (CH 4).} Further, a vacuum pump (not shown) is connected to the chamber 420, and the inside is maintained at a predetermined pressure by the vacuum pump.

基板ホルダ４３０は、チャンバ４２０内に配され、基板Ｓを保持する。基板Ｓは、例えばシリコン（Ｓｉ）等の炭化物を形成しやすい元素を含んで構成される。 The substrate holder 430 is arranged in the chamber 420 and holds the substrate S. The substrate S is composed of an element such as silicon (Si) that easily forms carbides.

ターゲット保持部４４０は、チャンバ４２０内に配され、スパッタリングターゲットＴを保持する。スパッタリングターゲットＴは、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、水銀（Ｈｇ）、タリウム（Ｔｌ）、鉛（Ｐｂ）、および、ビスマス（Ｂｉ）の群から選択される１の金属、または、複数の合金で構成される。また、ターゲット保持部４４０は、スパッタリングターゲットＴに所定の周波数でパルス電流（ＤＣ）を流す。 The target holding portion 440 is arranged in the chamber 420 and holds the sputtering target T. The sputtering target T is lithium (Li), berylium (Be), sodium (Na), magnesium (Mg), aluminum (Al), potassium (K), calcium (Ca), scandium (Sc), titanium (Ti), Samarium (V), Chromium (Cr), Manganese (Mn), Iron (Fe), Cobalt (Co), Nickel (Ni), Copper (Cu), Zinc (Zn), Gallium (Ga), Rubidium (Rb), Strontium (Sr), Thulium (Y), Zirconium (Zr), Niobium (Nb), Molybdenum (Mo), Terbium (Ru), Rodium (Rh), Palladium (Pd), Silver (Ag), Cadmium (Cd), Indium (In), tin (Sn), cesium (Cs), barium (Ba), lantern (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), Gadrinium (Gd), Terbium (Tb), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho), Elbium (Er), Thulium (Tm), Terbium (Yb), Rutetium (Lu), Hafnium (Hf), Tantal (Ta), Tungsten (W), Renium (Re), Osmium (Os), Iridium (Ir), Platinum (Pt), Gold (Au), Mercury (Hg), Thulium (Tl), Lead (Pb), and Bismus (Bi) ) Is selected from one metal or a plurality of alloys. Further, the target holding unit 440 causes a pulse current (DC) to flow through the sputtering target T at a predetermined frequency.

プラズマ銃４５０は、チャンバ４２０内にプラズマ流ＰＦを放出する。プラズマ銃４５０は、特開２００８−０５６５４６号公報に記載された技術を利用できるので、ここでは、詳細な説明は省略する。プラズマ銃４５０がプラズマ流ＰＦを放出することにより、プラズマ流ＰＦを構成するプラズマが、反応ガスを分解するとともに、スパッタリングターゲットＴに衝突する。そうすると、基板Ｓ上にグラファイト層が成膜され、グラファイト層上に複数のカーボンナノウォールが形成される。また、スパッタリングターゲットＴを構成する原子が、スパッタリングターゲットＴから放出され（スパッタ）、グラファイト層および複数のカーボンナノウォールのいずれか一方または両方にドープされる。 The plasma gun 450 emits a plasma flow PF into the chamber 420. As the plasma gun 450, the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-056546 can be used, and therefore detailed description thereof will be omitted here. When the plasma gun 450 emits the plasma flow PF, the plasma constituting the plasma flow PF decomposes the reaction gas and collides with the sputtering target T. Then, a graphite layer is formed on the substrate S, and a plurality of carbon nanowalls are formed on the graphite layer. In addition, the atoms constituting the sputtering target T are released from the sputtering target T (sputtering) and doped into one or both of the graphite layer and the plurality of carbon nanowalls.

そして、成膜装置４１０を用いて基材３１０を製造する際には、まず、基板Ｓを基板ホルダ４３０に保持させる。ガス供給口４２２を通じて反応ガスをチャンバ４２０内に供給する。そして、ターゲット保持部４４０による、スパッタリングターゲットＴへのパルス電流の供給と同時に、プラズマ銃４５０を駆動する。つまり、基板Ｓへのカーボンナノウォールの形成の開始と同時に、カーボンナノウォールへの金属のドープを行う。これにより、基材３１０が製造される。 Then, when the base material 310 is manufactured by using the film forming apparatus 410, the substrate S is first held by the substrate holder 430. The reaction gas is supplied into the chamber 420 through the gas supply port 422. Then, the plasma gun 450 is driven at the same time as the pulse current is supplied to the sputtering target T by the target holding unit 440. That is, at the same time as the formation of the carbon nanowall on the substrate S is started, the metal is doped into the carbon nanowall. As a result, the base material 310 is manufactured.

このようにして製造された基材３１０にレーザー照射部１２０がレーザーを照射することにより、炭素原子に加えて、ドープした金属原子からＸ線を放出させることができる。金属原子から放出される特性Ｘ線は、金属原子によって異なるものの、軟Ｘ線より波長が短い。金属原子から放出されるＸ線を硬Ｘ線と呼ぶ。例えば、金属原子が、銅である場合、特性Ｘ線ＣｕＫα１は１．５４０オングストローム（８．０４７ｋｅＶ）であり、特性Ｘ線ＣｕＫα２は１．５４４オングストローム（８．０２７ｋｅＶ）である。また、金属原子が、鉄である場合、特性Ｘ線ＦｅＫα１は１．９３６９オングストロームであり、特性Ｘ線ＦｅＫα２は１．９３９９オングストロームである。また、金属原子が、ニッケルである場合、特性Ｘ線ＮｉＫαは７．４７１ｋｅＶであり、特性Ｘ線ＮｉＫβは８．２６３ｋｅＶである。金属原子が、アルミニウムである場合、特性Ｘ線ＡｌＫαは１．４８６ｋｅＶである。 When the laser irradiation unit 120 irradiates the base material 310 produced in this manner with a laser, X-rays can be emitted from the doped metal atom in addition to the carbon atom. Characteristic X-rays emitted from metal atoms have a shorter wavelength than soft X-rays, although they differ depending on the metal atoms. X-rays emitted from metal atoms are called hard X-rays. For example, when the metal atom is copper, the characteristic X-ray CuKα1 is 1.540 angstroms (8.047 keV) and the characteristic X-ray CuKα2 is 1.544 angstroms (8.027 keV). When the metal atom is iron, the characteristic X-ray FeKα1 is 1.9369 angstroms and the characteristic X-ray FeKα2 is 1.9399 angstroms. When the metal atom is nickel, the characteristic X-ray NiKα is 7.471 keV and the characteristic X-ray NiKβ is 8.263 keV. When the metal atom is aluminum, the characteristic X-ray AlKα is 1.486 keV.

したがって、基材３１０にレーザーを照射することにより、軟Ｘ線および硬Ｘ線を同時に発生させることができる。このため、軽元素と、重元素（金属）とを両方備えた測定対象物を１回のＸ線照射で観測することが可能となる。 Therefore, by irradiating the base material 310 with a laser, soft X-rays and hard X-rays can be generated at the same time. Therefore, it is possible to observe a measurement object having both a light element and a heavy element (metal) with a single X-ray irradiation.

（第３変形例：基材５１０）
図７は、第３変形例の基材５１０を説明する図である。なお、第３変形例の図７では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。 (Third modification example: base material 510)
FIG. 7 is a diagram for explaining the base material 510 of the third modification. In FIG. 7 of the third modification, the X-axis, Y-axis, and Z-axis that intersect vertically are defined as shown in the figure.

図７に示すように、第３変形例の基材５１０は、ナノ構造層５５０と、基板Ｓとを含んで構成される。 As shown in FIG. 7, the base material 510 of the third modification is configured to include the nanostructure layer 550 and the substrate S.

ナノ構造層５５０は、グラファイト層１５２と、１または複数のナノ構造体５５４とを含んで構成される。ナノ構造体５５４は、一部分が金属で構成され、その他の部分が、金属がドープされたカーボンナノウォールで構成される。 The nanostructure layer 550 is composed of a graphite layer 152 and one or more nanostructures 554. The nanostructure 554 is partially composed of metal and the other portion is composed of metal-doped carbon nanowalls.

具体的に説明すると、図７に示すように、ナノ構造体５５４は、第１層５５４ａと、第２層５５４ｂとで構成される。第１層５５４ａは、グラファイト層１５２上に形成される。第１層５５４ａは、金属がドープされたカーボンナノウォールで構成される。第２層５５４ｂは、第１層５５４ａ上に形成される。第２層５５４ｂは、金属で構成される。 More specifically, as shown in FIG. 7, the nanostructure 554 is composed of a first layer 554a and a second layer 554b. The first layer 554a is formed on the graphite layer 152. The first layer 554a is composed of metal-doped carbon nanowalls. The second layer 554b is formed on the first layer 554a. The second layer 554b is made of metal.

基材５１０は、上記第２変形例で説明した基材３１０から製造することができる。具体的に説明すると、基材３１０を所定のプラズマ雰囲気中に曝すプラズマ処理を行う。所定のプラズマ雰囲気は、例えば、水素（Ｈ_２）プラズマ、窒素（Ｎ_２）プラズマ、酸素（Ｏ_２）プラズマである。なお、プラズマ処理は、基板Ｓの反対側、すなわち、ナノ構造体３５４の先端部側から為される。これにより、ナノ構造体３５４の先端部側から、炭素に対して酸化処理が行われる。そうすると、ナノ構造体３５４の先端部から炭素が除去され、金属のみが残留することになる。このようにして、基材５１０を製造することができる。 The base material 510 can be produced from the base material 310 described in the second modification. Specifically, a plasma treatment is performed in which the base material 310 is exposed to a predetermined plasma atmosphere. The predetermined plasma atmosphere is, for example, hydrogen (H ₂ ) plasma, nitrogen (N ₂ ) plasma, oxygen (O ₂ ) plasma. The plasma treatment is performed from the opposite side of the substrate S, that is, the tip end side of the nanostructure 354. As a result, carbon is oxidized from the tip side of the nanostructure 354. Then, carbon is removed from the tip of the nanostructure 354, and only the metal remains. In this way, the base material 510 can be manufactured.

このようにして製造された基材５１０にレーザー照射部１２０がレーザーを照射することにより、硬Ｘ線のみと、軟Ｘ線および硬Ｘ線とを発生させることができる。具体的に説明すると、レーザー照射部１２０が、ナノ構造体５５４の厚み、および、ナノ構造体５５４の密度に基づいて、エネルギー密度とパルス幅とを調整することにより、ナノ構造体５５４をアブレートさせる深さを異ならせる。例えば、レーザー照射部１２０が第２層５５４ｂをアブレートさせ、第１層５５４ａをアブレートさせないようにレーザーを照射する。これにより、硬Ｘ線のみを発生させることができる。また、例えば、レーザー照射部１２０が第１層５５４ａおよび第２層５５４ｂをアブレートさせるようにレーザーを照射する。これにより、硬Ｘ線および軟Ｘ線を同時に発生させることが可能となる。 When the laser irradiation unit 120 irradiates the base material 510 produced in this manner with a laser, only hard X-rays and soft X-rays and hard X-rays can be generated. Specifically, the laser irradiation unit 120 ablate the nanostructure 554 by adjusting the energy density and the pulse width based on the thickness of the nanostructure 554 and the density of the nanostructure 554. Different depths. For example, the laser irradiation unit 120 ablate the second layer 554b and irradiate the laser so as not to ablate the first layer 554a. As a result, only hard X-rays can be generated. Further, for example, the laser irradiation unit 120 irradiates the laser so as to ablate the first layer 554a and the second layer 554b. This makes it possible to generate hard X-rays and soft X-rays at the same time.

（第４変形例：基材６１０）
図８は、第４変形例の基材６１０を説明する図である。なお、第４変形例の図８では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。 (Fourth modification: base material 610)
FIG. 8 is a diagram for explaining the base material 610 of the fourth modification. In FIG. 8 of the fourth modification, the X-axis, Y-axis, and Z-axis that intersect vertically are defined as shown in the figure.

図８に示すように、第４変形例の基材６１０は、ナノ構造層６５０と、基板Ｓとを含んで構成される。 As shown in FIG. 8, the base material 610 of the fourth modification includes the nanostructure layer 650 and the substrate S.

ナノ構造層６５０は、第１構造体６５２と、１または複数の第２構造体６５４とで構成される。基材６１０は、上記第２変形例で説明した基材３１０から製造することができる。具体的に説明すると、基材３１０を所定の雰囲気中で加熱する加熱処理を行う。所定の雰囲気は、少なくとも酸素を含んだ雰囲気であり、例えば、大気（空気）である。加熱処理を施すことにより、下地層３５２およびナノ構造体３５４から炭素が除去され、金属のみが残留することになる。 The nanostructure layer 650 is composed of a first structure 652 and one or more second structures 654. The base material 610 can be produced from the base material 310 described in the second modification. Specifically, a heat treatment is performed in which the base material 310 is heated in a predetermined atmosphere. The predetermined atmosphere is an atmosphere containing at least oxygen, for example, the atmosphere (air). By applying the heat treatment, carbon is removed from the base layer 352 and the nanostructure 354, and only the metal remains.

したがって、第１構造体６５２は、上記下地層３５２から炭素が除去された層（薄膜）であると言える。つまり、第１構造体６５２は、金属（または金属酸化物）で構成され、基板Ｓの表面の面内方向に沿って形成された層である。 Therefore, it can be said that the first structure 652 is a layer (thin film) in which carbon is removed from the base layer 352. That is, the first structure 652 is a layer made of metal (or metal oxide) and formed along the in-plane direction of the surface of the substrate S.

また、第２構造体６５４は、上記ナノ構造体３５４から炭素が除去された層である。つまり、第２構造体６５４は、金属（または金属酸化物）がカーボンナノウォール形状に構成された構造体（カーボンナノウォールをテンプレートとしてなる金属の構造体）である。 The second structure 654 is a layer from which carbon has been removed from the nanostructure 354. That is, the second structure 654 is a structure in which a metal (or metal oxide) is formed in the shape of a carbon nanowall (a metal structure using the carbon nanowall as a template).

このようにして製造された基材６１０にレーザー照射部１２０がレーザーを照射することにより、硬Ｘ線を発生させることができる。 The laser irradiation unit 120 irradiates the base material 610 manufactured in this manner with a laser to generate hard X-rays.

また、上記したように、ナノ構造層６５０は、カーボンナノウォールをテンプレートとしてなる金属の構造体で構成される。つまり、ナノ構造層６５０は、繊維状の金属と比較して、基板Ｓとの接触面積が極めて大きい。このため、レーザー照射部１２０がレーザーを照射しても、ナノ構造層６５０が基板Ｓから剥離することがない。したがって、エネルギー密度が相対的に高いレーザーを照射することができる。これにより、繊維状の金属にレーザーを照射する場合と比較して、Ｘ線の強度を高める（Ｘ線の発生量を増加させる）ことが可能となる。 Further, as described above, the nanostructure layer 650 is composed of a metal structure using a carbon nanowall as a template. That is, the nanostructured layer 650 has an extremely large contact area with the substrate S as compared with the fibrous metal. Therefore, even if the laser irradiation unit 120 irradiates the laser, the nanostructure layer 650 does not peel off from the substrate S. Therefore, it is possible to irradiate a laser having a relatively high energy density. This makes it possible to increase the intensity of X-rays (increase the amount of X-rays generated) as compared with the case of irradiating the fibrous metal with a laser.

（第１の実施例）
レーザー照射部１２０を用いて、カーボンナノチューブにレーザーを照射した。レーザーの波長は、８００ｎｍとした。レーザーのパルス幅は、４０フェムト秒とした。レーザーのエネルギー密度は、５．４×１０^１３Ｗ／ｃｍ^２とした。レーザーの照射雰囲気は大気とし、照射雰囲気の圧力は大気圧とした。 (First Example)
The carbon nanotubes were irradiated with a laser using the laser irradiation unit 120. The wavelength of the laser was 800 nm. The pulse width of the laser was 40 femtoseconds. The energy density of the laser was 5.4 × 10 ¹³ W / cm ² . The laser irradiation atmosphere was the atmosphere, and the pressure of the irradiation atmosphere was atmospheric pressure.

図９は、第１の実施例の結果を説明する図である。図９（ａ）は、レーザーを照射する前のカーボンナノチューブを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した結果を示す画像である。図９（ｂ）は、レーザーを照射した後のカーボンナノチューブを走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す第１の画像である。 FIG. 9 is a diagram illustrating the results of the first embodiment. FIG. 9A is an image showing the results of observing carbon nanotubes before irradiation with a laser with a scanning electron microscope (SEM). FIG. 9B is a first image showing the result of observing the carbon nanotubes after irradiation with a laser with a scanning electron microscope.

図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、５．４×１０^１３Ｗ／ｃｍ^２といった相対的に低いエネルギー密度のレーザーを照射した場合であっても、カーボンナノチューブが基板から剥離することが確認された。 As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the carbon nanotubes are exfoliated from the substrate even when irradiated with a laser having a relatively low energy density such as ^{5.4 × 10 13} W / cm ^2. It was confirmed that

（第２の実施例）
レーザー照射部１２０を用いて、基材１１０（カーボンナノウォール）にレーザーを照射した。レーザーの波長は、８００ｎｍとした。レーザーのパルス幅は、４０フェムト秒とした。レーザーのエネルギー密度は、１．３×１０^１４Ｗ／ｃｍ^２、および、１．７×１０^１４Ｗ／ｃｍ^２とした。レーザーの照射雰囲気は大気とし、照射雰囲気の圧力は大気圧とした。 (Second Example)
The base material 110 (carbon nanowall) was irradiated with a laser using the laser irradiation unit 120. The wavelength of the laser was 800 nm. The pulse width of the laser was 40 femtoseconds. The energy densities of the lasers were 1.3 × 10 ¹⁴ W / cm ² and 1.7 × 10 ¹⁴ W / cm ² . The laser irradiation atmosphere was the atmosphere, and the pressure of the irradiation atmosphere was atmospheric pressure.

図１０は、第２の実施例の結果を説明する第１の図である。図１０（ａ）は、レーザーを照射する前の基材１１０を走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す画像である。図１０（ｂ）は、エネルギー密度を１．３×１０^１４Ｗ／ｃｍ^２としてレーザーを照射した後の基材１１０を走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す第１の画像である。図１０（ｃ）は、エネルギー密度を１．７×１０^１４Ｗ／ｃｍ^２としてレーザーを照射した後の基材１１０を走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す第２の画像である。 FIG. 10 is a first diagram illustrating the results of the second embodiment. FIG. 10A is an image showing the result of observing the base material 110 before irradiating the laser with a scanning electron microscope. FIG. 10B is a first image showing the result of observing the base material 110 after irradiating the laser with an energy density of 1.3 × 10 ¹⁴ W / cm ^{2 with a scanning electron microscope.} FIG. 10 (c) is a second image showing the result of observing the base material 110 after irradiating the laser with ^{an energy density of 1.7 × 10 14} W / cm ^{2 with a scanning electron microscope.}

図１０に示すように、１．３×１０^１４Ｗ／ｃｍ^２、１．７×１０^１４Ｗ／ｃｍ^２といった相対的に高いエネルギー密度のレーザーを照射した場合であっても、カーボンナノウォールが基板Ｓから剥離していないことが確認された。 As shown in FIG. 10, the carbon nanowalls are formed even when irradiated with a laser having a relatively high energy density such as ^{1.3 × 10 14} W / cm ² , 1.7 × 10 ¹⁴ W / cm ^2. It was confirmed that the substrate S was not peeled off.

図１１は、第２の実施例の結果を説明する第２の図である。図１１（ａ）は、レーザーを照射する前の基材１１０のラマンスペクトルを示す図である。図１１（ｂ）は、エネルギー密度を１．３×１０^１４Ｗ／ｃｍ^２としてレーザーを照射した後の基材１１０のラマンスペクトルを示す図である。図１１に示すように、レーザーを照射した後であっても、レーザーを照射する前と同様に、ＧバンドおよびＤバンドが検出された。したがって、１．３×１０^１４Ｗ／ｃｍ^２といった相対的に高いエネルギー密度のレーザーを照射した場合であっても、カーボンナノウォールが基板Ｓから剥離していないことが確認された。 FIG. 11 is a second diagram illustrating the results of the second embodiment. FIG. 11A is a diagram showing a Raman spectrum of the base material 110 before irradiation with the laser. FIG. 11B is a diagram showing a Raman spectrum of the base material 110 after irradiation with a laser at an energy density of 1.3 × 10 ¹⁴ W / cm ^2. As shown in FIG. 11, even after the laser irradiation, the G band and the D band were detected as before the laser irradiation. Therefore, it was confirmed that the carbon nanowalls were not peeled from the substrate S even when irradiated with a laser having a relatively high energy density of 1.3 × 10 ¹⁴ W / cm ^2.

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present disclosure is not limited to such embodiments. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the claims, and it is understood that they also naturally belong to the technical scope.

例えば、上述した実施形態では、カーボンナノウォール１５４が基板Ｓの表面から垂直方向に立設する構成を例に挙げて説明した。しかし、カーボンナノウォール１５４は、基板Ｓから立設していればよく、角度に限定はない。 For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the carbon nanowall 154 is erected vertically from the surface of the substrate S has been described as an example. However, the carbon nanowall 154 may be erected from the substrate S, and the angle is not limited.

また、上記実施形態において、レーザー照射部１２０が基材１１０にワンショットでレーザーを照射する構成を例に挙げて説明した。しかし、レーザー照射部１２０は、基材１１０に対し、同一の領域にダブルパルスでレーザーを照射してもよい。 Further, in the above embodiment, the configuration in which the laser irradiation unit 120 irradiates the base material 110 with the laser in one shot has been described as an example. However, the laser irradiation unit 120 may irradiate the base material 110 with a laser in the same region with a double pulse.

また、上記第１変形例において、ナノ構造層１５０が囲繞部２６０に囲繞された基材２１０を例に挙げて説明した。しかし、ナノ構造層３５０、５５０、６５０が囲繞部２６０に囲繞されてもよい。 Further, in the first modification, the base material 210 in which the nanostructure layer 150 is surrounded by the surrounding portion 260 has been described as an example. However, the nanostructured layers 350, 550, 650 may be surrounded by the surrounding portion 260.

また。上記第２変形例において、成膜装置４１０がプラズマＣＶＤ装置である場合を例に挙げて説明した。しかし、成膜装置４１０は、基板Ｓ上に下地層３５２、および、ナノ構造体３５４を成膜できればよい。例えば、成膜装置４１０は、ＣＶＤ装置で構成されてもよい。 Also. In the second modification, the case where the film forming apparatus 410 is a plasma CVD apparatus has been described as an example. However, the film forming apparatus 410 only needs to be able to form the underlying layer 352 and the nanostructure 354 on the substrate S. For example, the film forming apparatus 410 may be composed of a CVD apparatus.

また、上記第２変形例において、基板Ｓが炭化物を形成しやすい元素を含む構成を例に挙げて説明した。しかし、基板Ｓの材質に限定はない。 Further, in the second modification, the configuration in which the substrate S contains an element that easily forms carbides has been described as an example. However, the material of the substrate S is not limited.

また、上記第２変形例では、スパッタによって金属をグラファイト層やカーボンナノウォールにドープする構成を例に挙げて説明した。しかし、金属のドープは、スパッタに限らず、有機金属を利用した蒸着処理や、金属を加熱して蒸着させる処理、ＣＶＤ処理、有機金属系ガス（トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム等）や塩化金属ガス（塩化ガリウムガス等）と反応させる処理、インターカレーション処理（グラファイト層を、金属を含む溶液中に浸漬する処理）を用いて遂行してもよい。 Further, in the second modification, a configuration in which a metal is doped into a graphite layer or a carbon nanowall by sputtering has been described as an example. However, metal doping is not limited to sputtering, but is not limited to sputtering, but is also a vapor deposition treatment using an organic metal, a treatment for heating and vaporizing a metal, a CVD treatment, an organometallic gas (trimethylgallium, trimethylaluminum, etc.) or a metal chloride gas (trimethylgallium, trimethylaluminum, etc.) or metal chloride gas (trimethylgallium, trimethylaluminum, etc.). It may be carried out by using a treatment of reacting with (gallium chloride gas, etc.) or an intercalation treatment (a treatment of immersing the graphite layer in a solution containing a metal).

本開示は、Ｘ線を発生させるＸ線発生装置に利用することができる。 The present disclosure can be used for an X-ray generator that generates X-rays.

１００Ｘ線発生装置
１１０基材
１２０レーザー照射部
１３０移動部
１５０ナノ構造層
１５４カーボンナノウォール
２１０基材
３１０基材
３５０ナノ構造層
５１０基材
５５０ナノ構造層
６１０基材
６５０ナノ構造層 100 X-ray generator 110 Base material 120 Laser irradiation part 130 Moving part 150 Nanostructure layer 154 Carbon nanowall 210 Base material 310 Base material 350 Nanostructure layer 510 Base material 550 Nanostructure layer 610 Base material 650 Nanostructure layer

Claims

１または複数のカーボンナノウォールを含んで構成されるナノ構造層を有する基材と、
前記ナノ構造層に、パルス幅が１０^−１２秒未満のレーザーを照射して、前記ナノ構造層をアブレートさせるレーザー照射部と、
を備え、
前記カーボンナノウォールには、金属がドープされているＸ線発生装置。 A substrate having a nanostructure layer composed of one or more carbon nanowalls,
A laser irradiation unit that irradiates the nanostructure layer with a laser having a pulse width of ^{less than 10-12 seconds to ablate the nanostructure layer.}
Equipped with a,
Wherein the carbon nano-wall, X-rays generator metal that is doped.

前記レーザー照射部は、前記ナノ構造層におけるグラファイト層が設けられる側と逆側からレーザーを照射する請求項１に記載のＸ線発生装置。 The X-ray generator according to claim 1, wherein the laser irradiation unit irradiates a laser from the side opposite to the side of the nanostructure layer where the graphite layer is provided.

１または複数のカーボンナノウォール形状の金属の構造体を含んで構成されるナノ構造層を有する基材と、
前記ナノ構造層に、パルス幅が１０^−１２秒未満のレーザーを照射して、前記ナノ構造層をアブレートさせるレーザー照射部と、
を備えるＸ線発生装置。 A substrate having a nanostructure layer composed of one or more carbon nanowall- shaped metal structures and a substrate.
A laser irradiation unit that irradiates the nanostructure layer with a laser having a pulse width of ^{less than 10-12 seconds to ablate the nanostructure layer.}
An X-ray generator comprising.

前記基材は、樹脂およびガラスのいずれか一方または両方に埋め込まれた前記ナノ構造層を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。 The X-ray generator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the base material has the nanostructure layer embedded in either one or both of resin and glass.

前記レーザー照射部によるレーザーの照射領域と、前記基材とを相対的に移動させる移動部を備える請求項１から４のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。 The X-ray generator according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a moving portion for relatively moving the laser irradiation region by the laser irradiating portion and the base material.