JP2002350368A - Method and apparatus for measuring x-ray absorption fine structure - Google Patents

Method and apparatus for measuring x-ray absorption fine structure

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JP2002350368A
JP2002350368A JP2001162060A JP2001162060A JP2002350368A JP 2002350368 A JP2002350368 A JP 2002350368A JP 2001162060 A JP2001162060 A JP 2001162060A JP 2001162060 A JP2001162060 A JP 2001162060A JP 2002350368 A JP2002350368 A JP 2002350368A
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ray
waveguide
rays
xafs
measurement
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Ryohei Tanuma
良平 田沼
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to carry out a measurement with a high signal to noise ratio for a short time using a method and an apparatus for measuring the X-ray absorption fine structure(XAFS) of a specified element in a sample. SOLUTION: An X-ray waveguide, at least the portion of which is composed of a sample to be measured, is formed with a narrow space such as a wedge or the like. X-ray is entered the waveguide, and the attenuation of the X-ray in the waveguide is measured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はX線吸収スペクトル
の吸収端付近に現れる微細構造(X−ray Absorption F
ine Structure 以下XAFSと記す)の測定方法および
測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fine structure (X-ray Absorption F) appearing near the absorption edge of an X-ray absorption spectrum.
ine Structure (hereinafter referred to as XAFS)).

【0002】[0002]

【従来の技術】物質のX線吸収係数は、入射X線のエネ
ルギーが物質を構成する原子の内殻電子の結合エネルギ
ー(吸収端)に達すると急激に増大し、以後振動横造を
示しながら減少していく。このようなX線吸収スペクト
ルの振動をX線吸収微細構造(XAFS)と呼んでい
る。このうち吸収端から数10eVの範囲に現れる構造は
XANES(X-Ray Absorption Near Edge Structur
e)と呼ばれ、電子状態や結合角などの情報を含んでい
る。またXANESより高エネルギー側約1keV にわた
って現れる微細振動構造はEXAFS(Extended X-Ray
Absorption Fine Structure)と呼ばれ、これを解析し
て吸収原子周辺の局所横造(原子間距離,配位数,ゆら
ぎ)を決めることができる。
2. Description of the Related Art The X-ray absorption coefficient of a substance rapidly increases when the energy of incident X-rays reaches the binding energy (absorption edge) of the inner shell electrons of the atoms constituting the substance. Decreasing. Such vibration of the X-ray absorption spectrum is called X-ray absorption fine structure (XAFS). Among them, the structure appearing in the range of several tens of eV from the absorption edge is XANES (X-Ray Absorption Near Edge Structur
It is called e) and contains information such as electronic states and bond angles. The fine vibration structure that appears over about 1 keV on the higher energy side than XANES is EXAFS (Extended X-Ray
It is called Absorption Fine Structure, and by analyzing this, it is possible to determine the local horizontal structure (interatomic distance, coordination number, fluctuation) around the absorbing atom.

【0003】図9(a) 〜(d) は、XAFS測定方法の4
つの主な方式(それぞれA 、B 、C、D とする)の構成
図である。このうちA 、B はバルク物性測定を目的とし
たもの、C 、D は表面の物性測定を目的としたものであ
る。図9(a) の方式A は、薄膜試料1にX線4を透過さ
せ、第一イオンチヤンバーおよび第二イオンチヤンバー
(それぞれ2および3)により試料中でのX線吸収量を測
定するものである。方式B は測定対象を薄膜試料にする
のが困難な場合に適用されるもので、試料1にX線を照
射し、発生する蛍光X線5を半導体検出器(SSD)6で測
定するものである。方式C およびD は試料表面にX線4
を全反射に近い条件で入射させ、表面近傍の数nmの情報
を得るための方法である。このうち方式Cは反射による
X線減衰量を測定するもの、方式D は表面近傍から発生
する蛍光X線5を検出するものである。
FIGS. 9 (a) to 9 (d) show XAFS measurement method 4
It is a block diagram of two main methods (A, B, C, and D, respectively). Of these, A and B are for the purpose of measuring bulk physical properties, and C and D are for the purpose of measuring physical properties of the surface. In the method A of FIG. 9A, the X-ray 4 is transmitted through the thin film sample 1 and the amount of X-ray absorption in the sample is measured by the first ion chamber and the second ion chamber (2 and 3 respectively). Things. Method B is applied when it is difficult to use a thin film sample as the measurement target, and irradiates the sample 1 with X-rays and measures the generated fluorescent X-rays 5 with a semiconductor detector (SSD) 6. is there. Methods C and D use X-rays 4
Is made to enter under conditions close to total reflection to obtain information of several nm near the surface. Among them, method C measures the amount of X-ray attenuation due to reflection, and method D detects fluorescent X-rays 5 generated from near the surface.

【0004】図10は、アルミ基板上に無電解めっきに
より形成したNi−P層のXAFSを方式B により測定し
た特性グラフである。入射X線のエネルギーを走査して
第一イオンチヤンバー2の出力IoとSSD出力I とを測定
し、I/I0を蛍光強度とした。測定に要した時間は84分
間である。エネルギー=8.35eV(Ni吸収端)におい
て蛍光強度が急上昇し、その高エネルギー側にXAFS
振動が観測されている。この信号を解析することにより
例えば原子間距離の分布を示す動径構造関数を決定する
ことができる。
FIG. 10 is a characteristic graph obtained by measuring the XAFS of the Ni—P layer formed on the aluminum substrate by electroless plating according to the method B. The energy of the incident X-ray to measure the output Io and SSD output I of the first ion Chillan bar 2 is scanned, and the I / I 0 and fluorescence intensity. The time required for the measurement is 84 minutes. At an energy of 8.35 eV (Ni absorption edge), the fluorescence intensity sharply increased, and XAFS on the high energy side.
Vibration has been observed. By analyzing this signal, for example, a radial structure function indicating the distribution of interatomic distance can be determined.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のXAFS
測定法および測定装置の問題点は次のようなものであ
る。まず、方式A 、B は、バルクの物性測定には適する
が、表面の評価に用いることはできない。これに対し、
表面の物性測定を目的とした方式C およびD において
は、十分に大きなS/Nを得るのが困難であるという点
が問題である。
The above-mentioned conventional XAFS
The problems of the measuring method and the measuring device are as follows. First, methods A and B are suitable for measuring physical properties of bulk, but cannot be used for surface evaluation. In contrast,
The problem with the methods C and D for measuring the physical properties of the surface is that it is difficult to obtain a sufficiently large S / N.

【0006】前述のごとく方式C、DはX線を全反射に近
い条件で入射させるため、反射によるX線の減衰量はご
く僅かである。したがって方式Cにおいては、試料の吸
収係数μの変化による出力I の変化は非常に小さく、十
分なS/N比を得るためには長時間にわたる信号の平均
化処理が不可欠である。全反射によるX線の吸収量が小
さいことから、蛍光X線の強度も小さい。したがって方
式DにおいてもS/N比を高めるための長時間にわたる
平均化操作が必要になる。
As described above, in the methods C and D, X-rays are incident under conditions close to total reflection, so that the amount of attenuation of X-rays due to reflection is very small. Therefore, in the method C, the change in the output I due to the change in the absorption coefficient μ of the sample is very small, and averaging of signals over a long time is indispensable to obtain a sufficient S / N ratio. Since the amount of X-ray absorption due to total reflection is small, the intensity of fluorescent X-rays is also small. Therefore, even in the method D, an averaging operation for a long time to increase the S / N ratio is required.

【0007】図10に示した測定例(方式Bによる)で
は確かにXAFS振動が観測されているが、S/N比は
十分とは言えない。方式Dではさらに蛍光強度が低下す
るため、方式B以上の測定時間を要することは明らかで
ある。本発明は、上記のような従来のXAFS測定方法
および測定装置における課題を解決するためになされた
ものでありその目的は、短時間で十分なS/N比が得ら
れる全反射XAFS測定方法および測定装置を提供する
ことにある。
Although the XAFS oscillation is certainly observed in the measurement example (according to the method B) shown in FIG. 10, the S / N ratio is not sufficient. Since the fluorescence intensity is further reduced in the method D, it is apparent that the measurement time is longer than that in the method B. The present invention has been made to solve the problems in the conventional XAFS measurement method and measurement apparatus as described above, and an object of the invention is to provide a total reflection XAFS measurement method capable of obtaining a sufficient S / N ratio in a short time. It is to provide a measuring device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】短時間で十分なS/N比
が得られる全反射XAFS測定方法の提供と言う本発明
の目的は、少なくともその一部が測定試料で横成される
X線導波路を有し,その導波路中にX線を入射して導波
路中でのX線の減衰量を測定することにより達成され
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a total reflection XAFS measurement method capable of obtaining a sufficient S / N ratio in a short time. This is achieved by having a waveguide, by introducing X-rays into the waveguide, and measuring the attenuation of the X-rays in the waveguide.

【0009】本発明は、X線が微小隙間を容易に通過す
るという実験事実から想起されたものである。例えば二
平面を重ね、一見して密着状態にして端部にX線を照射
すると,かなり量のX線が合わせ面を通り抜けて他方か
ら放出される。発明者はこの現象を以下のように解釈し
た。大気中におけるX線の屈折率は、可視光などとは逆
に固体中における値より大きいことがわかっている。そ
のためX線が大気中から固体に入射する際、視射角φ
(=90°一入射角θ)が臨界角φcより小さい場合、
界面で全反射が起きる。そのためX線にとって合わせ面
の隙間が絶好の導波路となる。−般に導波路はその幅が
光の波長程度以下になると光は通過できない。しかし平
滑面であっても、その粗さやうねりはX線の波長(〜
0.1nm)に対して十分に大きいから、合わせ面が事実
上密着していても、X線はその隙間を通過することがで
きる。本発明はこのような考察から生まれた。
[0009] The present invention is based on the experimental fact that X-rays easily pass through minute gaps. For example, when two planes are overlapped and seem to be in close contact with each other, and the end is irradiated with X-rays, a considerable amount of X-rays passes through the mating surface and is emitted from the other. The inventor interpreted this phenomenon as follows. It is known that the refractive index of X-rays in the atmosphere is larger than that in a solid, contrary to visible light. Therefore, when X-rays enter the solid from the atmosphere, the glancing angle φ
(= 90 ° one incident angle θ) is smaller than the critical angle φc,
Total reflection occurs at the interface. Therefore, the gap between the mating surfaces is an excellent waveguide for X-rays. In general, light cannot pass through a waveguide if its width is less than about the wavelength of light. However, even with a smooth surface, the roughness and undulations are affected by the X-ray wavelength (~
0.1 nm), so that the X-rays can pass through the gap even if the mating surfaces are practically in close contact. The present invention has been born from such considerations.

【0010】以上の考察を踏まえ本発明は、測定試料中
の目的元素のX線吸収微細横造(XAFS)を測定する
方法において、少なくともその一部が測定試料を含む材
料で横成されるX線導波路を設け、その導波路中にX線
を入射して導波路中でのX線の減衰量を測定するものと
する。測定装置としては、X線源と二つの検出器とを有
し、X線吸収微細横造(XAFS)を測定する装置にお
いて、二つの検出器間に少なくともその一部が測定試料
を含む材料で横成されるX線導波路を設け、その導波路
中にX線を入射して導波路中でのX線の減衰量を測定す
るものとする。
In view of the above considerations, the present invention provides a method for measuring the X-ray absorption fine horizontal structure (XAFS) of a target element in a measurement sample, the method comprising: It is assumed that a line waveguide is provided, X-rays are incident on the waveguide, and the attenuation of the X-rays in the waveguide is measured. The measurement device has an X-ray source and two detectors, and is a device for measuring X-ray absorption fine horizontal structure (XAFS). At least a part of the measurement device is a material containing a measurement sample between the two detectors. It is assumed that an X-ray waveguide to be laid horizontally is provided, X-rays are incident on the waveguide, and the attenuation of the X-rays in the waveguide is measured.

【0011】本発明の第一の実施形態では、2枚の同一
平面試料を平行に配置して隙間を形成し、その中にX線
を注入する。X線は2平面間を全反射を繰り返して進む
が、全反射条件においても光は僅かな距離だけ(X線で
は数nm)固体側に侵入した後反転するため、試料がX線
を吸収すると全反射のたびに僅かにX線が減衰する。全
反射において固体中に侵入する光をエバネセント光と呼
ぶ。このようにして隙間を通過したX線は試料の吸収係
数に応じた減衰を示すため、入射X線のエネルギーを走
査することにより試料の吸収スペクトルを得ることがで
きる。
[0011] In the first embodiment of the present invention, two coplanar samples are arranged in parallel to form a gap, and X-rays are injected into the gap. X-rays travel by repeating total reflection between the two planes. Even under total reflection conditions, light enters the solid side for a short distance (a few nm for X-rays) and then reverses. X-rays are slightly attenuated with each total reflection. Light that penetrates into a solid in total reflection is called evanescent light. Since the X-rays that have passed through the gap in this way exhibit attenuation according to the absorption coefficient of the sample, the absorption spectrum of the sample can be obtained by scanning the energy of the incident X-rays.

【0012】本発明の第二の実施形態では、2枚の同一
平面試料でくさび状隙間を形成し、くさびの稜線(V字
谷の底)に対して斜めにX線を入射する。X線は隙間内
部に進むにつれて短い周期で反射を繰り返しながら進行
方向を反転し、Uターンして外部に放出される。この場
合隙間内部ほど視射角φが大きくなるため、最大のφに
おいて、所定の角度を越えないようにくさび角度と入射
方向を調節する。
In the second embodiment of the present invention, a wedge-shaped gap is formed between two coplanar samples, and X-rays are obliquely incident on the wedge ridge (the bottom of a V-shaped valley). As the X-ray travels inside the gap, the direction of travel is reversed while repeating reflection in a short cycle, and is emitted outside through a U-turn. In this case, since the glancing angle φ becomes larger in the gap, the wedge angle and the incident direction are adjusted so as not to exceed a predetermined angle at the maximum φ.

【0013】本発明の第三、および第四実施形態は、2
枚の平面試料を用いる代りに、目的の波長において事実
上X線の吸収がない物質により形成された反射面を用い
る。このうち第三の実施形態では2平面を平行に配置
し、第四の実施形態では2平面をくさび状に配置するも
のであり、原理・考え方はそれぞれ第一、第二実施形態
と同様である。
[0013] The third and fourth embodiments of the present invention are as follows.
Instead of using a single planar sample, a reflective surface formed of a substance that does not substantially absorb X-rays at the target wavelength is used. In the third embodiment, two planes are arranged in parallel, and in the fourth embodiment, two planes are arranged in a wedge shape. The principle and concept are the same as those of the first and second embodiments, respectively. .

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。なお、以下の例は放射光により実施した。 [実施例1]図2は、放射光施設において、実験に使用
するX線を得るための機器構成を示す構成図である。放
射光はベンディングマグネット7から取り出され、2結
晶単色器9 、集光ミラー10を経由して、実験のための入
射X線4として実験ハッチ内に導かれる。光路中の8は4
象限スリットであり、散乱X線等の無用の光をカット
し、発散角の小さい細径ビームを得るためのものであ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments. In addition, the following example was implemented by the synchrotron radiation. [First Embodiment] FIG. 2 is a configuration diagram showing a device configuration for obtaining X-rays used in an experiment in a synchrotron radiation facility. The emitted light is taken out of the bending magnet 7, and is guided into the experimental hatch as incident X-rays 4 for the experiment via the two-crystal monochromatic device 9 and the condenser mirror 10. 8 in the light path is 4
This is a quadrant slit for cutting unnecessary light such as scattered X-rays to obtain a small beam with a small divergence angle.

【0015】図1は本発明の第一実施例の構成図であ
る。測定した試料は、図10と同じくアルミ基板上に無
電解めっきにより形成したNi−P層である。図に示すよ
うに同じ試料1を2枚用意し、スペーサ11を挟み込んで
約200μmの隙間を形成し、端面からX線4を入射し
た。入射側と出射側にそれぞれ第一、第二イオンチヤン
バー2、3を挿入し、X線の強度(それぞれIo、I )を測
定した。入射X線の視射角は0.3〜0.5度であっ
た。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention. The measured sample is a Ni-P layer formed by electroless plating on an aluminum substrate as in FIG. As shown in the figure, two identical samples 1 were prepared, a gap of about 200 μm was formed by sandwiching the spacer 11, and X-rays 4 were incident from the end face. First and second ion chambers 2 and 3 were inserted on the incident side and the output side, respectively, and the intensity of X-rays (Io and I, respectively) was measured. The glancing angle of the incident X-ray was 0.3 to 0.5 degrees.

【0016】図3は、実験により得られたIo、とI から
y=ln(Io/I)を求め、入射X線のエネルギーに対して
プロットした結果である。y は吸収端付近で急に増加
し、その後XAFS振動を繰り返しながら減少してい
る。測定に要した時間は24分間であった。この結果を
従来法による測定結果(図10)と比較すると、この実
施例ではXAFS振動が極めて明瞭に現れ、図10のも
のより明らかにS/N比が高いことがわかる。測定時間
が24分と短い(図10では84分間)にもかかわら
ず、高S/N比が得られることから、本発明の優位性が
明確に示された。これは本発明による方法は蛍光より遥
かに強度の高い光による測定であることと、導波中での
多重反射によりX線減衰量を大きくとれることによるも
のである。
FIG. 3 shows the relationship between Io and I obtained by the experiment.
This is the result of obtaining y = ln (Io / I) and plotting it against the energy of incident X-rays. y rapidly increases near the absorption edge, and thereafter decreases while repeating XAFS oscillation. The time required for the measurement was 24 minutes. Comparing this result with the measurement result by the conventional method (FIG. 10), it can be seen that in this example, the XAFS oscillation appears very clearly, and the S / N ratio is clearly higher than that of FIG. Although the measurement time was as short as 24 minutes (84 minutes in FIG. 10), a high S / N ratio was obtained, which clearly showed the superiority of the present invention. This is due to the fact that the method according to the present invention measures with light having much higher intensity than fluorescence, and that the amount of X-ray attenuation can be increased by multiple reflections in the guided wave.

【0017】また、本実施例の結果を図10と比較する
と、曲線形状が大きく異なる点が注目される。従来法に
よる測定では、吸収端においてほぼステップ状に吸収が
増加しているのに対し、本発明による測定結果はX線減
衰量は吸収端に近づくにつれて徐々に増加し、吸収端で
ピークを示しその後減少している。これは本発明による
方法により測定できるのは一種の反射スペクトルである
ため、吸収端近傍における屈折率の変化(異常分散)が
関係するためと考えられる。以下この点について考察す
る。
Further, when comparing the result of this embodiment with FIG. 10, it is noticed that the curve shape is greatly different. In the measurement by the conventional method, the absorption increases almost stepwise at the absorption edge, whereas the measurement result according to the present invention shows that the X-ray attenuation gradually increases as approaching the absorption edge, and shows a peak at the absorption edge. It has since declined. This is considered to be because a kind of reflection spectrum that can be measured by the method according to the present invention is related to a change in refractive index (abnormal dispersion) near the absorption edge. Hereinafter, this point will be considered.

【0018】X線の反射率はフレネルの式により、The reflectivity of X-rays is expressed by Fresnel's equation:

【0019】[0019]

【数1 】 で表すことができる。ここで,n は屈折率であり, n =1-δ-iβ (3) で表される。式(3)の虚数部分βは吸収係数μに関係す
る部分であり、 β=μλ/4 π(1-δ) (4) と表される。φc は臨界角であり, φc =√2δ (5) の関係がある。式(1)から(5 )を利用し、エネルギ
ーに対するδとβの値を仮定することにより反射率 R
(E,φ)とエネルギーE との関係を求めることができ
る。
[Equation 1] Can be represented by Here, n is the refractive index, and is expressed as n = 1-δ-iβ (3). The imaginary part β in the equation (3) is a part related to the absorption coefficient μ, and is expressed as β = μλ / 4π (1-δ) (4). φ c is the critical angle, and has the relationship φ c = √2δ (5). Using the equations (1) to (5), assuming the values of δ and β for the energy, the reflectance R
The relationship between (E, φ) and energy E can be obtained.

【0020】図4は計算に用いたδとβのエネルギー依
存性を表している。これらの値はNi 3Pの実験データにほ
ぼ一致するように決めたものである。この図が示すよう
に、βは、μの影響が大きい(式(4)参照)ため、ス
テップ状に変化するのに対し,δは吸収端付近でV字形
状の変化を示すことがわかる。図4のδとβにより R
(E,φ)を計算した。図1に示した実施例の曲線は、導
波路内での反射回数をmとすると、ln(1/R)m =-mlnRで表
されるため、これに対応するものとして、計算結果によ
り -lnR をエネルギーに対してプロットした。
FIG. 4 shows the energy dependence of δ and β used in the calculation.
Expresses its existence. These values are ThreeThe experimental data of P
It is decided to match. As this figure shows
Β is greatly affected by μ (see equation (4)),
Delta is V-shaped near the absorption edge
It can be seen that the shape changes. By δ and β in FIG.
(E, φ) was calculated. The curve of the embodiment shown in FIG.
Assuming that the number of reflections in the wave path is m, ln (1 / R)m= -mlnR
Therefore, as a countermeasure,
-LnR was plotted against energy.

【0021】結果を図5に示す。3本の曲線は下からそ
れぞれφ=0.25°、0.30°、0.35°を仮定
して計算した曲線である。この中でφ=0.30°の計
算結果が実験結果とよく−致していることがわかる。す
なわち図4の実施例の曲線は反射率曲線に XAFS振
動が重畳されたものと解釈することができる。また従来
の蛍光方式ではほぼβの変化に対応した結果が得られる
のに対し、本発明による方法では,主に式(5)の関係
によりδの影響が加わることにより吸収端付近でピーク
を持つ曲線が得られると考えることができる。
FIG. 5 shows the results. The three curves are calculated on the assumption that φ = 0.25 °, 0.30 °, and 0.35 ° from below. It can be seen that the calculation result of φ = 0.30 ° is in good agreement with the experimental result. That is, it can be interpreted that the curve of the embodiment in FIG. 4 is obtained by superimposing the XAFS vibration on the reflectance curve. In contrast to the conventional fluorescence method, a result substantially corresponding to a change in β is obtained, whereas the method according to the present invention has a peak near the absorption edge mainly due to the influence of δ due to the relationship of equation (5). It can be considered that a curve is obtained.

【0022】[実施例2]図6は本発明の第二実施例の
構成図である。図5の第一の実施例では、2試料の距離
が小さくなるほど隙間内部に注入できるX線の量が小さ
くなる。そこで、図6に示す第二実施例では、2枚の試
料でくさび状隙間を形成し、くさびの稜線(V字谷の
底)に対して斜めにX線を入射した。
[Embodiment 2] FIG. 6 is a block diagram of a second embodiment of the present invention. In the first embodiment of FIG. 5, the smaller the distance between the two samples, the smaller the amount of X-rays that can be injected into the gap. Therefore, in the second embodiment shown in FIG. 6, a wedge-shaped gap is formed between two samples, and X-rays are incident obliquely on the ridge line (the bottom of the V-shaped valley) of the wedge.

【0023】11は隙間を形成するためのスペーサであ
る。X線は隙間内部に進むにつれて短い周期で反射を繰
り返しながら進行方向を反転し、Uターンして外部に放
出される。したがって光線をE方向から眺めると、図6
(c) の平面図に示した経路を辿ることになる。この場合
隙間内部ほど視斜角φが大きくなるため、最大のφにお
いて、所定の角度を越えないようにくさび角度と入射方
向を調節する。
Reference numeral 11 denotes a spacer for forming a gap. As the X-ray travels inside the gap, the direction of travel is reversed while repeating reflection in a short cycle, and is emitted outside through a U-turn. Therefore, when the ray is viewed from the E direction, FIG.
The route shown in the plan view of (c) will be followed. In this case, since the viewing angle φ becomes larger in the gap, the wedge angle and the incident direction are adjusted so as not to exceed a predetermined angle at the maximum φ.

【0024】本実施例によれば、実施例1より細かい構
造をもつ曲線が得られ、より精度の高い測定が可能であ
った。これは、隙間の大きな部分からX線を注入するこ
とができ、注入できるX線の量を大きくとれたためであ
る。 [実施例3]実施例1、2の2枚の平面試料を用いる代
りに、目的の波長において事実上X線の吸収がない物質
により形成された平面を用いることもできる。
According to the present embodiment, a curve having a finer structure than that of the first embodiment was obtained, and more accurate measurement was possible. This is because X-rays can be injected from a large gap, and the amount of X-rays that can be injected can be increased. [Embodiment 3] Instead of using the two flat samples of Embodiments 1 and 2, it is also possible to use a plane formed of a substance which does not substantially absorb X-rays at a target wavelength.

【0025】図7は第三の実施例の構成図である。この
実施例では反射板12として、石英基板に金をコーティン
グしたものを用いている。11は試料1と反射板12とを平
行に対向させ,隙間13を形成するためのスペーサであ
る。実施例1と比較すれば吸収が半分になるので、精度
も半分に低下するが、試料が柔らかい物質でそれ自体の
みでは導波路を構成出来ない場合等に適用できる。
FIG. 7 is a block diagram of the third embodiment. In this embodiment, as the reflection plate 12, a quartz substrate coated with gold is used. Reference numeral 11 denotes a spacer for forming the gap 13 by causing the sample 1 and the reflection plate 12 to face each other in parallel. Compared with the first embodiment, the absorption is reduced by half, so that the accuracy is also reduced by half. However, the present invention can be applied to a case where the sample is a soft substance and a waveguide cannot be constituted by itself.

【0026】[実施例4]図8は本発明の第四実施例の
横成図である。この実施例では、反射板12を屋根形形状
とし,その上に試料1を置くことによって試料1と反射板
12との間にくさび状の隙間13を形成する。反射板12の材
質は、第三実施例と同様,石英基板上に金をコーティン
グしたものである。
[Embodiment 4] FIG. 8 is a horizontal sectional view of a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the reflection plate 12 has a roof shape, and the sample 1 is placed on the roof 12 so that the sample 1
A wedge-shaped gap 13 is formed between the gap 12 and the gap 12. The material of the reflection plate 12 is a quartz substrate coated with gold, as in the third embodiment.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、全
反射XAFS測定において、従来の蛍光法と比較して遥
かに大きな光量を検出することができるため、短時間で
十分なS/N比が得られ、高精度、高信頼性の全反射X
AFS測定が可能になる。
As described above, according to the present invention, in the total reflection XAFS measurement, a much larger amount of light can be detected as compared with the conventional fluorescence method. Ratio, high accuracy and high reliability total reflection X
AFS measurement becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は本発明の実施例1の構成図、(b)は
(a)のA−A線における断面図
FIG. 1A is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

【図2】使用するX線を得るための機器構成図。FIG. 2 is a device configuration diagram for obtaining X-rays to be used.

【図3】実施例1によるXAFSの測定結果を示す特性
グラフ。
FIG. 3 is a characteristic graph showing a measurement result of XAFS according to Example 1.

【図4】反射率の計算に用いたδとβのエネルギー依存
性を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing the energy dependence of δ and β used for calculating the reflectance.

【図5】本発明による測定曲線のシミュレーション結果
を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing a simulation result of a measurement curve according to the present invention.

【図6】(a)は本発明の実施例2の構成図、(b)は
(a)のB−B線における断面図、(c)は(a)の平
面図
6A is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 6A, and FIG. 6C is a plan view of FIG.

【図7】(a)は本発明の実施例3の構成図、(b)は
(a)のC−C線における断面図
7A is a configuration diagram of a third embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.

【図8】(a)は本発明の実施例4の構成図、(b)は
(a)のD−D線における断面図
8A is a configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 8A.

【図9】(a) 〜(d) は従来のXAFS測定方法の構成
図。
9A to 9D are configuration diagrams of a conventional XAFS measurement method.

【図10】従来の方式B によるXAFS測定結果の特性
グラフ。
FIG. 10 is a characteristic graph of the XAFS measurement result according to the conventional method B.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1‥‥‥試料 2,3‥‥‥第一、第二イオンチヤンバー 4‥‥‥入射X線 S‥‥‥蛍光X線 6‥‥‥半導体検出器(SSD) 7‥‥‥ベンディングマグネット 8‥‥‥4象限スリット 9‥‥‥2結晶単色器 10‥‥‥集光ミラー 11‥‥‥スペーサ 12‥‥‥反射板 13‥‥‥隙間 1 Sample 2, 3 First and second ion chamber 4 Incident X-ray S Fluorescent X-ray 6 Semiconductor detector (SSD) 7 Bending magnet 8 ‥‥‥ 4 quadrant slit 9 ‥‥‥ 2 crystal monochromator 10 ‥‥‥ Condenser mirror 11 ‥‥‥ Spacer 12 ‥‥‥ Reflector 13 ‥‥‥ Gap

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】測定試料中の目的元素のX線吸収微細横造
(XAFS)を測定する方法において、少なくともその
一部が測定試料を含む材料で横成されるX線導波路を設
け、その導波路中にX線を入射して導波路中でのX線の
減衰量を測定することを特徴とするXAFS測定方法。
1. A method for measuring X-ray absorption fine structure (XAFS) of a target element in a measurement sample, comprising: providing an X-ray waveguide at least a part of which is laterally formed of a material containing the measurement sample. A XAFS measurement method, comprising: X-rays being incident on a waveguide, and the amount of attenuation of the X-rays in the waveguide is measured.
【請求項2】X線源と二つの検出器とを有し、X線吸収
微細横造(XAFS)を測定する装置において、二つの
検出器間に少なくともその一部が測定試料を含む材料で
横成されるX線導波路を設け、その導波路中にX線を入
射して導波路中でのX線の減衰量を測定することを特徴
とするXAFS測定装置。
2. An apparatus for measuring X-ray absorption fine structure (XAFS), comprising an X-ray source and two detectors, wherein at least a part of the X-ray absorption fine horizontal structure (XAFS) is a material containing a measurement sample between the two detectors. An XAFS measurement apparatus, comprising: a horizontal X-ray waveguide; and X-rays incident on the waveguide and measuring the amount of X-ray attenuation in the waveguide.
【請求項3】同−の二つの材料を平行に対向させてX線
導波路を構成することを特徴とする請求項2に記載のX
AFS測定装置。
3. An X-ray waveguide according to claim 2, wherein the same two materials are opposed to each other in parallel to constitute an X-ray waveguide.
AFS measurement device.
【請求項4】同−の二つの試料で形成したくさび状隙間
をX線導波路とすることを特徴とする請求項2に記載の
XAFS測定装置。
4. The XAFS measuring apparatus according to claim 2, wherein the wedge-shaped gap formed by the same two samples is an X-ray waveguide.
【請求項5】目的の波長において事実上X線の吸収がな
い物質により形成された平面と試料表面とを平行に対向
させてX線導波路を構成することを特徴とする請求項2
に記載のXAFS測定装置。
5. An X-ray waveguide in which a plane formed of a substance having substantially no absorption of X-rays at a target wavelength is opposed to a sample surface in parallel.
2. The XAFS measurement device according to 1.
【請求項6】目的の波長において事実上X線の吸収がな
い物質により形成された平面と試料表面とで形成したく
さび状隙間をX線導波路とすることを特徴とする請求項
2に記載のXAFS測定装置。
6. The X-ray waveguide according to claim 2, wherein a wedge-shaped gap formed between a plane formed by a substance having substantially no absorption of X-rays at a target wavelength and a sample surface is used as an X-ray waveguide. XAFS measurement device.
【請求項7】最大の視射角φにおいて、所定の角度を越
えないようにくさび角度と入射方向を調節することを特
徴とする請求項4または6に記載のXAFS測定装置。
7. The XAFS measuring apparatus according to claim 4, wherein the wedge angle and the incident direction are adjusted so as not to exceed a predetermined angle at the maximum glancing angle φ.
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