JP2003098124A - Ｘ線回折方法および中性子線回折方法 - Google Patents
Ｘ線回折方法および中性子線回折方法Info
- Publication number
- JP2003098124A JP2003098124A JP2001289460A JP2001289460A JP2003098124A JP 2003098124 A JP2003098124 A JP 2003098124A JP 2001289460 A JP2001289460 A JP 2001289460A JP 2001289460 A JP2001289460 A JP 2001289460A JP 2003098124 A JP2003098124 A JP 2003098124A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- angle
- sample
- ray
- diffraction method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄膜等における空間的な逆格子を見落とすこ
となく非破壊で測定し得、未知相の同定や双晶の存在確
認も可能としうるＸ線もしくは中性子線回折方法を提供
する。 【解決手段】 試料における逆格子点をＸ線回折方法に
より測定する際に、入射Ｘ線と回折Ｘ線のなす角度であ
る２θ軸、入射Ｘ線と試料のなす角度であるω軸、Ｘ線
の入射方向に対して垂直方向のあおり角であるψ軸なら
びに試料の面内回転角であるφ＊軸からなる４つの可動
軸を備えたＸ線回折を用い、２θ軸とω軸をカップリン
グさせて一定の角度区間を走査し、ついでψ軸をシフト
して再び２θ軸とω軸をカップリングさせながら一定の
角度区間を走査することを最大で角度９０度まで繰返す
ことにより逆格子点を測定し、ならびにこの測定中にφ
＊軸を高速回転させることを特徴とするＸ線回折方法。
となく非破壊で測定し得、未知相の同定や双晶の存在確
認も可能としうるＸ線もしくは中性子線回折方法を提供
する。 【解決手段】 試料における逆格子点をＸ線回折方法に
より測定する際に、入射Ｘ線と回折Ｘ線のなす角度であ
る２θ軸、入射Ｘ線と試料のなす角度であるω軸、Ｘ線
の入射方向に対して垂直方向のあおり角であるψ軸なら
びに試料の面内回転角であるφ＊軸からなる４つの可動
軸を備えたＸ線回折を用い、２θ軸とω軸をカップリン
グさせて一定の角度区間を走査し、ついでψ軸をシフト
して再び２θ軸とω軸をカップリングさせながら一定の
角度区間を走査することを最大で角度９０度まで繰返す
ことにより逆格子点を測定し、ならびにこの測定中にφ
＊軸を高速回転させることを特徴とするＸ線回折方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＸ線もしくは中性子
線回折方法に関し、さらに詳しくは試料における空間的
な逆格子点を測定するためのＸ線もしくは中性子線回折
方法に関する。
線回折方法に関し、さらに詳しくは試料における空間的
な逆格子点を測定するためのＸ線もしくは中性子線回折
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜において、様々な目的の特性向上の
ために配向性の制御が行なわれる。しかしながら、基板
の状態、膜の特性、組成、成膜条件の変動等により膜構
造の乱れ、異相の出現が生じやすくなる。このような薄
膜等における表面の特性を評価するに際して、その配向
性を把握するために空間的な逆格子点を測定することが
多い。逆格子は三次元空間の中の点の配列であり、結晶
格子（実格子）の一組の格子面（ｈｋｌ）が、逆格子の
空間では、座標ｈｋｌの一点で表される。そして、
（１）逆格子点Ｐに対応する一組の結晶面（ｈｋｌ）は
ブラッグの法則にしたがって入射Ｘ線を反射する。
（２）回折Ｘ線の方向は逆空間内に描かれた反射球の中
心点Ｃから反射球の表面上の点Ｐに向かい、回折Ｘ線の
方向と一次Ｘ線の方向の間の角度は２θである。ここで
上記反射球は一次Ｘ線の方向（すなわち入射および投下
Ｘ線の方向）の単位ベクトルｓ０が、一つの直径に平行
となるように、半径１／λ（λはＸ線の波長）の球を描
いたものである。結晶（したがって結晶格子）が一つの
回転軸のまわりを回転するとき、逆格子は原点Ｏ（透過
Ｘ線が反射球から出てくる点）を通り結晶の回転軸に平
行な軸のまわりに同じ角度だけ回転して、反射球を通り
抜ける。この反射球の中に含まれる逆格子点はすべて回
折点として記録される可能性を持つ。膜構造の複雑化に
伴いその表面の特性を評価するために、このような逆格
子点の測定が利用されることが多くなっている。しかし
ながら、粉末Ｘ線回折計によると、測定面に平行な面間
隔の測定（薄膜では配向面のみの情報）には適するが、
逆格子空間マップの測定には不向きである。電子線回折
法が用いられることも多いが、電子線の利用は超高真空
の測定環境を必要とし、試料も非常に限定される。した
がって、空気中において非破壊で試料を評価しうる方法
が望まれ、その１つとして４つの可動軸を有し、これら
を走査することにより、多岐にわたる測定が可能な薄膜
材料結晶性解析Ｘ線回折装置（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒ
ｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ ：Ｍ
ＲＤ）が知られており、逆格子空間マップ測定機能も有
する。
ために配向性の制御が行なわれる。しかしながら、基板
の状態、膜の特性、組成、成膜条件の変動等により膜構
造の乱れ、異相の出現が生じやすくなる。このような薄
膜等における表面の特性を評価するに際して、その配向
性を把握するために空間的な逆格子点を測定することが
多い。逆格子は三次元空間の中の点の配列であり、結晶
格子（実格子）の一組の格子面（ｈｋｌ）が、逆格子の
空間では、座標ｈｋｌの一点で表される。そして、
（１）逆格子点Ｐに対応する一組の結晶面（ｈｋｌ）は
ブラッグの法則にしたがって入射Ｘ線を反射する。
（２）回折Ｘ線の方向は逆空間内に描かれた反射球の中
心点Ｃから反射球の表面上の点Ｐに向かい、回折Ｘ線の
方向と一次Ｘ線の方向の間の角度は２θである。ここで
上記反射球は一次Ｘ線の方向（すなわち入射および投下
Ｘ線の方向）の単位ベクトルｓ０が、一つの直径に平行
となるように、半径１／λ（λはＸ線の波長）の球を描
いたものである。結晶（したがって結晶格子）が一つの
回転軸のまわりを回転するとき、逆格子は原点Ｏ（透過
Ｘ線が反射球から出てくる点）を通り結晶の回転軸に平
行な軸のまわりに同じ角度だけ回転して、反射球を通り
抜ける。この反射球の中に含まれる逆格子点はすべて回
折点として記録される可能性を持つ。膜構造の複雑化に
伴いその表面の特性を評価するために、このような逆格
子点の測定が利用されることが多くなっている。しかし
ながら、粉末Ｘ線回折計によると、測定面に平行な面間
隔の測定（薄膜では配向面のみの情報）には適するが、
逆格子空間マップの測定には不向きである。電子線回折
法が用いられることも多いが、電子線の利用は超高真空
の測定環境を必要とし、試料も非常に限定される。した
がって、空気中において非破壊で試料を評価しうる方法
が望まれ、その１つとして４つの可動軸を有し、これら
を走査することにより、多岐にわたる測定が可能な薄膜
材料結晶性解析Ｘ線回折装置（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒ
ｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ ：Ｍ
ＲＤ）が知られており、逆格子空間マップ測定機能も有
する。
【０００３】このＭＲＤにおいては、４つの可動な軸
（ω、２θ、ψおよびφ軸）を組合わせて走査して、逆
格子空間マップを作成することができる。しかし、この
方法ではφ軸の回転は低速回転であり、しかも低角度
（試料の影で測定できない）に難があるがψ軸よりも精
度の高いωシフトが利用されていることと相俟って、基
板および膜の構造が既知であり、しかも相互の格子軸が
実質的に平行でないと評価しにくい難点がある。したが
って、基板に平行な配向面の強度が弱かったり、消滅則
などで出ない相が出現した場合、その存在を見落とす可
能性があり、全空間の逆格子点マップを得ることは困難
である。
（ω、２θ、ψおよびφ軸）を組合わせて走査して、逆
格子空間マップを作成することができる。しかし、この
方法ではφ軸の回転は低速回転であり、しかも低角度
（試料の影で測定できない）に難があるがψ軸よりも精
度の高いωシフトが利用されていることと相俟って、基
板および膜の構造が既知であり、しかも相互の格子軸が
実質的に平行でないと評価しにくい難点がある。したが
って、基板に平行な配向面の強度が弱かったり、消滅則
などで出ない相が出現した場合、その存在を見落とす可
能性があり、全空間の逆格子点マップを得ることは困難
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
薄膜等における空間的な逆格子を見落とすことなく非破
壊で測定し得、未知相の同定や双晶の存在確認も可能と
しうるＸ線もしくは中性子線回折方法を見出すべく検討
を行ない本発明に到達した。
薄膜等における空間的な逆格子を見落とすことなく非破
壊で測定し得、未知相の同定や双晶の存在確認も可能と
しうるＸ線もしくは中性子線回折方法を見出すべく検討
を行ない本発明に到達した。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、（１）試料における逆格子点をＸ線回折方法により
測定する際に、入射Ｘ線と回折Ｘ線のなす角度である２
θ軸、入射Ｘ線と試料のなす角度であるω軸、Ｘ線の入
射方向に対して垂直方向のあおり角であるψ軸ならびに
試料の面内回転角であるφ＊軸からなる４つの可動軸を
備えたＸ線回折を用い、２θ軸とω軸をカップリングさ
せて一定の角度区間を走査し、ついでψ軸をシフトして
再び２θ軸とω軸をカップリングさせながら一定の角度
区間を走査することを最大で角度９０度まで繰返すこと
により逆格子点を測定し、ならびにこの測定中にφ＊軸
を高速回転させることを特徴とするＸ線回折方法、
（２）試料における逆格子点をＸ線回折方法により測定
する際に、入射Ｘ線と回折Ｘ線のなす角度である２θ
軸、入射Ｘ線と試料のなす角度であるω軸、Ｘ線の入射
方向に対して垂直方向のあおり角であるψ軸ならびに試
料の面内回転角であるφ＊軸からなる４つの可動軸を備
えたＸ線回折を用い、２θ軸とω軸をカップリングさせ
て一定の角度区間を走査し、ついでω軸をシフトして再
び２θ軸とω軸をカップリングさせながら一定の角度区
間を走査することを最大で角度９０度まで繰返すことに
より逆格子点を測定し、ならびにこの測定中にφ＊軸を
高速回転させることを特徴とするＸ線回折方法、（３）
試料における逆格子点を中性子線回折方法により測定す
る際に、入射中性子線と回折中性子線のなす角度である
２θ軸、入射中性子線と試料のなす角度であるω軸、中
性子線の入射方向に対して垂直方向のあおり角であるψ
軸ならびに試料の面内回転角であるφ＊軸からなる４つ
の可動軸を備えた中性子線回折を用い、２θ軸とω軸を
カップリングさせて一定の角度区間を走査し、ついでψ
軸をシフトして再び２θ軸とω軸をカップリングさせな
がら一定の角度区間を走査することを最大で角度９０度
まで繰返すことにより逆格子点を測定し、ならびにこの
測定中にφ＊軸を高速回転させることを特徴とする中性
子線回折方法、ならびに（４）試料における逆格子点を
中性子線回折方法により測定する際に、入射中性子線と
回折中性子線のなす角度である２θ軸、入射中性子線と
試料のなす角度であるω軸、中性子線の入射方向に対し
て垂直方向のあおり角であるψ軸ならびに試料の面内回
転角であるφ＊軸からなる４つの可動軸を備えた中性子
線回折を用い、２θ軸とω軸をカップリングさせて一定
の角度区間を走査し、ついでω軸をシフトして再び２θ
軸とω軸をカップリングさせながら一定の角度区間を走
査することを最大で角度９０度まで繰返すことにより逆
格子点を測定し、ならびにこの測定中にφ＊軸を高速回
転させることを特徴とする中性子線回折方法、にある。
は、（１）試料における逆格子点をＸ線回折方法により
測定する際に、入射Ｘ線と回折Ｘ線のなす角度である２
θ軸、入射Ｘ線と試料のなす角度であるω軸、Ｘ線の入
射方向に対して垂直方向のあおり角であるψ軸ならびに
試料の面内回転角であるφ＊軸からなる４つの可動軸を
備えたＸ線回折を用い、２θ軸とω軸をカップリングさ
せて一定の角度区間を走査し、ついでψ軸をシフトして
再び２θ軸とω軸をカップリングさせながら一定の角度
区間を走査することを最大で角度９０度まで繰返すこと
により逆格子点を測定し、ならびにこの測定中にφ＊軸
を高速回転させることを特徴とするＸ線回折方法、
（２）試料における逆格子点をＸ線回折方法により測定
する際に、入射Ｘ線と回折Ｘ線のなす角度である２θ
軸、入射Ｘ線と試料のなす角度であるω軸、Ｘ線の入射
方向に対して垂直方向のあおり角であるψ軸ならびに試
料の面内回転角であるφ＊軸からなる４つの可動軸を備
えたＸ線回折を用い、２θ軸とω軸をカップリングさせ
て一定の角度区間を走査し、ついでω軸をシフトして再
び２θ軸とω軸をカップリングさせながら一定の角度区
間を走査することを最大で角度９０度まで繰返すことに
より逆格子点を測定し、ならびにこの測定中にφ＊軸を
高速回転させることを特徴とするＸ線回折方法、（３）
試料における逆格子点を中性子線回折方法により測定す
る際に、入射中性子線と回折中性子線のなす角度である
２θ軸、入射中性子線と試料のなす角度であるω軸、中
性子線の入射方向に対して垂直方向のあおり角であるψ
軸ならびに試料の面内回転角であるφ＊軸からなる４つ
の可動軸を備えた中性子線回折を用い、２θ軸とω軸を
カップリングさせて一定の角度区間を走査し、ついでψ
軸をシフトして再び２θ軸とω軸をカップリングさせな
がら一定の角度区間を走査することを最大で角度９０度
まで繰返すことにより逆格子点を測定し、ならびにこの
測定中にφ＊軸を高速回転させることを特徴とする中性
子線回折方法、ならびに（４）試料における逆格子点を
中性子線回折方法により測定する際に、入射中性子線と
回折中性子線のなす角度である２θ軸、入射中性子線と
試料のなす角度であるω軸、中性子線の入射方向に対し
て垂直方向のあおり角であるψ軸ならびに試料の面内回
転角であるφ＊軸からなる４つの可動軸を備えた中性子
線回折を用い、２θ軸とω軸をカップリングさせて一定
の角度区間を走査し、ついでω軸をシフトして再び２θ
軸とω軸をカップリングさせながら一定の角度区間を走
査することを最大で角度９０度まで繰返すことにより逆
格子点を測定し、ならびにこの測定中にφ＊軸を高速回
転させることを特徴とする中性子線回折方法、にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】まず、本発明においては、試料における空
間的な逆格子点が測定されるが、試料としては薄膜、積
層、単結晶等のバルク試料をそのままの状態（非破壊）
で使用しうる。
間的な逆格子点が測定されるが、試料としては薄膜、積
層、単結晶等のバルク試料をそのままの状態（非破壊）
で使用しうる。
【０００８】本発明においては４つの可動軸を有するＸ
線回折装置が使用される。この４つの可動軸は、入射Ｘ
線と回折Ｘ線のなす角度である２θ軸、入射Ｘ線と試料
のなす角度であるω軸、Ｘ線の入射方向に対して垂直方
向のあおり角であるψ軸ならびに試料の面内回転角であ
るφ＊軸からなる。３次元空間の逆格子点を測定するた
めには、３つの軸を走査する必要がある。本発明におい
ては、好適には２θ軸とω軸をカップリングさせて一定
の角度区間を走査し、ついでψ軸をシフトして再び２θ
軸とω軸をカップリングさせながら一定の角度区間を走
査することを最大で角度９０度まで繰返すことにより逆
格子点を測定し、この測定中にはφ＊軸を高速回転させ
る。
線回折装置が使用される。この４つの可動軸は、入射Ｘ
線と回折Ｘ線のなす角度である２θ軸、入射Ｘ線と試料
のなす角度であるω軸、Ｘ線の入射方向に対して垂直方
向のあおり角であるψ軸ならびに試料の面内回転角であ
るφ＊軸からなる。３次元空間の逆格子点を測定するた
めには、３つの軸を走査する必要がある。本発明におい
ては、好適には２θ軸とω軸をカップリングさせて一定
の角度区間を走査し、ついでψ軸をシフトして再び２θ
軸とω軸をカップリングさせながら一定の角度区間を走
査することを最大で角度９０度まで繰返すことにより逆
格子点を測定し、この測定中にはφ＊軸を高速回転させ
る。
【０００９】このように２θ軸とω軸をカップリングさ
せながら走査させるとき、２θ軸がメインの軸となる２
θ／ω、およびω軸がメインとなるω／２θの組合せが
可能であるが、前者が好適である。上述のように、一定
の角度区間の走査が終了した後に、ψ軸をシフトし、再
び２θとωの走査を行なう。ψ軸のシフト角度は試料の
種類、回折装置の種類、操作条件等を考慮して全空間に
おける逆格子を収集できるように適宜選択されるが、通
常１〜５度程度から選択される。ψ軸をシフトしての再
走査は最大で角度９０度まで繰返されるが、目的により
適宜その角度を選定しうる。
せながら走査させるとき、２θ軸がメインの軸となる２
θ／ω、およびω軸がメインとなるω／２θの組合せが
可能であるが、前者が好適である。上述のように、一定
の角度区間の走査が終了した後に、ψ軸をシフトし、再
び２θとωの走査を行なう。ψ軸のシフト角度は試料の
種類、回折装置の種類、操作条件等を考慮して全空間に
おける逆格子を収集できるように適宜選択されるが、通
常１〜５度程度から選択される。ψ軸をシフトしての再
走査は最大で角度９０度まで繰返されるが、目的により
適宜その角度を選定しうる。
【００１０】本発明においては、この測定中に、φ＊軸
を高速回転させることが必要であるが、これはφ＊軸の
高速回転は全空間における逆格子を収集できるような回
転であることを意味する。たとえば、ステップ走査の場
合、２θ軸（もしくはω軸）の１ステップ（たとえば、
０．０１〜１度。０．０１〜１度／秒程度で）毎に１回
転以上回転するようにして、格子点を見落とすことがな
いようにすることを目的とする。また、連続走査の場合
にも、ステップ走査に相当するような回転速度が選ば
れ、格子点を見落とすことがないようにする。このた
め、たとえば上記のＭＲＤのような市販装置を使用する
場合には、φ軸はこのような高速回転（たとえば６０〜
１８００ｒｐｍ）は不可能である（高々数ｒｐｍであ
り、通常の走査では２θ軸もしくはω軸の１ステップ毎
に１回転以上回転することはできない）ので、試料ステ
ージ上に新たに高速回転できるφ＊軸回転ステージを設
ける必要がある（既設のφ軸は使用されない）。さら
に、本発明においては、検出器の前にψ軸方向の分離を
向上させるためにスリットを設け、ψ軸方向の発散を低
減し、ピークの測定位置精度を高めるのが好適である。
このような点から、スリットは横方向の拡散を抑える縦
スリットが好適であり、その開き角度は通常０．１〜３
度程度から選ばれる。
を高速回転させることが必要であるが、これはφ＊軸の
高速回転は全空間における逆格子を収集できるような回
転であることを意味する。たとえば、ステップ走査の場
合、２θ軸（もしくはω軸）の１ステップ（たとえば、
０．０１〜１度。０．０１〜１度／秒程度で）毎に１回
転以上回転するようにして、格子点を見落とすことがな
いようにすることを目的とする。また、連続走査の場合
にも、ステップ走査に相当するような回転速度が選ば
れ、格子点を見落とすことがないようにする。このた
め、たとえば上記のＭＲＤのような市販装置を使用する
場合には、φ軸はこのような高速回転（たとえば６０〜
１８００ｒｐｍ）は不可能である（高々数ｒｐｍであ
り、通常の走査では２θ軸もしくはω軸の１ステップ毎
に１回転以上回転することはできない）ので、試料ステ
ージ上に新たに高速回転できるφ＊軸回転ステージを設
ける必要がある（既設のφ軸は使用されない）。さら
に、本発明においては、検出器の前にψ軸方向の分離を
向上させるためにスリットを設け、ψ軸方向の発散を低
減し、ピークの測定位置精度を高めるのが好適である。
このような点から、スリットは横方向の拡散を抑える縦
スリットが好適であり、その開き角度は通常０．１〜３
度程度から選ばれる。
【００１１】本発明においては上記のように、一定の角
度区間の走査が終了した後に、ψ軸をシフトさせていく
のが好適であるが、目的によっては（たとえば低角にお
ける逆格子点のデータを重視しなくてもよい場合）、ψ
軸のシフトに代えて従来のようなω軸のシフトによって
もよい。
度区間の走査が終了した後に、ψ軸をシフトさせていく
のが好適であるが、目的によっては（たとえば低角にお
ける逆格子点のデータを重視しなくてもよい場合）、ψ
軸のシフトに代えて従来のようなω軸のシフトによって
もよい。
【００１２】Ｘ線に代えて中性子線を用いる場合は、線
源として加速器によりパルス的に発生される中性子線、
または原子炉で発生される定常的な中性子線を利用しう
る。これらの線源から得られる熱中性子線の強度は性能
のよいＸ線管から得られるビームより低いが、上記のＸ
線回折の場合と同様に、上記の構成により中性子線回折
（中性子回折）を実施しうる。
源として加速器によりパルス的に発生される中性子線、
または原子炉で発生される定常的な中性子線を利用しう
る。これらの線源から得られる熱中性子線の強度は性能
のよいＸ線管から得られるビームより低いが、上記のＸ
線回折の場合と同様に、上記の構成により中性子線回折
（中性子回折）を実施しうる。
【００１３】次に図面により本発明をさらに詳細に説明
する。
する。
【００１４】図１は、本発明において用いられるＸ線回
折計の試料ステージ部分の概略図であり、試料ステージ
上に新たにφ＊軸回転ステージ（高速タイプ：回転速度
６０〜１８００ｒｐｍ）が設けられている。そして検出
器の前には単孔（クロス）スリットが設けられている
（開き角：０．２５°）（図示せず）。
折計の試料ステージ部分の概略図であり、試料ステージ
上に新たにφ＊軸回転ステージ（高速タイプ：回転速度
６０〜１８００ｒｐｍ）が設けられている。そして検出
器の前には単孔（クロス）スリットが設けられている
（開き角：０．２５°）（図示せず）。
【００１５】図２は、本発明において逆格子空間を測定
するために、φ＊軸を高速回転（６００ｒｐｍ）させな
がら２θ／ω走査し（１ステップを０．０２度（０．５
秒）として、ψ軸をシフト（２度づつ）させて全空間的
な逆格子点を収集する様子を示すものである（２θ／ω
−ψ−φ＊走査）。図３の（ｂ）および（ｃ）は、水溶
液より析出したＣａ３Ｃｕ２（Ｃｌ１−ｘＢｒｘ）層状
結晶（テトラゴナル、ａ＝０．３７４ｎｍ，ｃ＝２．６
６８ｎｍ）を上記の条件で走査して逆格子点を測定(実
施例１)して得られたマップを示す。図３の（ａ）は同
一試料について得られたバルクＸ線回折図形を示す。た
だし、矢印は図３の（ｂ）に示す走査マップより予測さ
れるピーク位置を示す（粉末Ｘ線回折図形で確認され
た）。図３の（ｃ）は全空間の逆格子点を２次元マップ
として重畳した逆格子空間マップを示し、縦軸は逆格子
ユニットＱｙ ＊／ｒｌｕ、そして横軸は逆格子ユニット
Ｑｘ ＊／ｒｌｕである。 実施例２ 測定試料はＫｒＦエキシマレーザーを用いたプラズマレ
ーザー堆積（ＰＬＤ）法でＳｉ（００１）基板上に成膜
したＭＡ／ＣｅＯ２／ＹＳＺ薄膜（ＭＡ：Ａｌ ２Ｏ３添
加ＭｇＯ）とインダクション・カップリング・プラズマ
（ＩＣＰ）フラッシュ蒸発法によりＭｇＯ（００１）基
板上に成膜したＹＳＺ薄膜を用いた。実施例１と同様に
してＭＡ／ＣｅＯ２／ＹＳＺ薄膜およびＳｉ基板の逆格
子点を測定したところ、Ａｌ２Ｏ３を２モル％添加した
ＭｇＯ膜には通常のＸ線回折（ＸＲＤ）で観察される
（００１）、（１０１）、（１１１）配向以外に新たに
（３１１）配向のドメインが存在していることがわかっ
た。
するために、φ＊軸を高速回転（６００ｒｐｍ）させな
がら２θ／ω走査し（１ステップを０．０２度（０．５
秒）として、ψ軸をシフト（２度づつ）させて全空間的
な逆格子点を収集する様子を示すものである（２θ／ω
−ψ−φ＊走査）。図３の（ｂ）および（ｃ）は、水溶
液より析出したＣａ３Ｃｕ２（Ｃｌ１−ｘＢｒｘ）層状
結晶（テトラゴナル、ａ＝０．３７４ｎｍ，ｃ＝２．６
６８ｎｍ）を上記の条件で走査して逆格子点を測定(実
施例１)して得られたマップを示す。図３の（ａ）は同
一試料について得られたバルクＸ線回折図形を示す。た
だし、矢印は図３の（ｂ）に示す走査マップより予測さ
れるピーク位置を示す（粉末Ｘ線回折図形で確認され
た）。図３の（ｃ）は全空間の逆格子点を２次元マップ
として重畳した逆格子空間マップを示し、縦軸は逆格子
ユニットＱｙ ＊／ｒｌｕ、そして横軸は逆格子ユニット
Ｑｘ ＊／ｒｌｕである。 実施例２ 測定試料はＫｒＦエキシマレーザーを用いたプラズマレ
ーザー堆積（ＰＬＤ）法でＳｉ（００１）基板上に成膜
したＭＡ／ＣｅＯ２／ＹＳＺ薄膜（ＭＡ：Ａｌ ２Ｏ３添
加ＭｇＯ）とインダクション・カップリング・プラズマ
（ＩＣＰ）フラッシュ蒸発法によりＭｇＯ（００１）基
板上に成膜したＹＳＺ薄膜を用いた。実施例１と同様に
してＭＡ／ＣｅＯ２／ＹＳＺ薄膜およびＳｉ基板の逆格
子点を測定したところ、Ａｌ２Ｏ３を２モル％添加した
ＭｇＯ膜には通常のＸ線回折（ＸＲＤ）で観察される
（００１）、（１０１）、（１１１）配向以外に新たに
（３１１）配向のドメインが存在していることがわかっ
た。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、薄膜等における空間的
な逆格子を見落とすことなく非破壊で測定し得、未知相
の固定や双晶の存在確認も可能としうるＸ線もしくは中
性子線回折方法が提供される。すなわち、本発明によれ
ば、結晶、薄膜試料等をバルクの状態のままで２次元マ
ッピング測定でき、得られる逆格子を用いて、・未知層
の同定が可能 ・極点図形測定を得るための有用な情報
が得られ、・格子の歪み等が直接読み取れる ・結晶方
位の揺らぎ等の立体的な解析がマッピングにより容易に
なる。
な逆格子を見落とすことなく非破壊で測定し得、未知相
の固定や双晶の存在確認も可能としうるＸ線もしくは中
性子線回折方法が提供される。すなわち、本発明によれ
ば、結晶、薄膜試料等をバルクの状態のままで２次元マ
ッピング測定でき、得られる逆格子を用いて、・未知層
の同定が可能 ・極点図形測定を得るための有用な情報
が得られ、・格子の歪み等が直接読み取れる ・結晶方
位の揺らぎ等の立体的な解析がマッピングにより容易に
なる。
【図１】本発明において用いられるＸ線回折計の試料ス
テージ部分の概略図。
テージ部分の概略図。
【図２】本発明において逆格子空間を測定する１態様を
示す。
示す。
【図３】（ａ）はＣａ３Ｃｕ２（Ｃｌ１−ｘＢｒｘ）層
状結晶について得られたバルクＸ線回折図形を示す。
（ｂ）および（ｃ）は、同一結晶の逆格子点を測定(実
施例１)して得られたマップを示す。
状結晶について得られたバルクＸ線回折図形を示す。
（ｂ）および（ｃ）は、同一結晶の逆格子点を測定(実
施例１)して得られたマップを示す。
Claims (8)
- 【請求項１】 試料における逆格子点をＸ線回折方法に
より測定する際に、入射Ｘ線と回折Ｘ線のなす角度であ
る２θ軸、入射Ｘ線と試料のなす角度であるω軸、Ｘ線
の入射方向に対して垂直方向のあおり角であるψ軸なら
びに試料の面内回転角であるφ＊軸からなる４つの可動
軸を備えたＸ線回折を用い、２θ軸とω軸をカップリン
グさせて一定の角度区間を走査し、ついでψ軸をシフト
して再び２θ軸とω軸をカップリングさせながら一定の
角度区間を走査することを最大で角度９０度まで繰返す
ことにより逆格子点を測定し、ならびにこの測定中にφ
＊軸を高速回転させることを特徴とするＸ線回折方法。 - 【請求項２】 試料における逆格子点をＸ線回折方法に
より測定する際に、入射Ｘ線と回折Ｘ線のなす角度であ
る２θ軸、入射Ｘ線と試料のなす角度であるω軸、Ｘ線
の入射方向に対して垂直方向のあおり角であるψ軸なら
びに試料の面内回転角であるφ＊軸からなる４つの可動
軸を備えたＸ線回折を用い、２θ軸とω軸をカップリン
グさせて一定の角度区間を走査し、ついでω軸をシフト
して再び２θ軸とω軸をカップリングさせながら一定の
角度区間を走査することを最大で角度９０度まで繰返す
ことにより逆格子点を測定し、ならびにこの測定中にφ
＊軸を高速回転させることを特徴とするＸ線回折方法。 - 【請求項３】 φ＊の高速回転が全空間における逆格子
を収集できるような回転である請求項１もしくは２記載
のＸ線回折方法。 - 【請求項４】 試料より反射する回折Ｘ線を検出する検
出器の前にスリットを挿入する請求項１もしくは２記載
のＸ線回折方法。 - 【請求項５】 試料における逆格子点を中性子線回折方
法により測定する際に、入射中性子線と回折中性子線の
なす角度である２θ軸、入射中性子線と試料のなす角度
であるω軸、中性子線の入射方向に対して垂直方向のあ
おり角であるψ軸ならびに試料の面内回転角であるφ＊
軸からなる４つの可動軸を備えた中性子線回折を用い、
２θ軸とω軸をカップリングさせて一定の角度区間を走
査し、ついでψ軸をシフトして再び２θ軸とω軸をカッ
プリングさせながら一定の角度区間を走査することを最
大で角度９０度まで繰返すことにより逆格子点を測定
し、ならびにこの測定中にφ＊軸を高速回転させること
を特徴とする中性子線回折方法。 - 【請求項６】 試料における逆格子点を中性子線回折方
法により測定する際に、入射中性子線と回折中性子線の
なす角度である２θ軸、入射中性子線と試料のなす角度
であるω軸、中性子線の入射方向に対して垂直方向のあ
おり角であるψ軸ならびに試料の面内回転角であるφ＊
軸からなる４つの可動軸を備えた中性子線回折を用い、
２θ軸とω軸をカップリングさせて一定の角度区間を走
査し、ついでω軸をシフトして再び２θ軸とω軸をカッ
プリングさせながら一定の角度区間を走査することを最
大で角度９０度まで繰返すことにより逆格子点を測定
し、ならびにこの測定中にφ＊軸を高速回転させること
を特徴とする中性子線回折方法。 - 【請求項７】 φ＊の高速回転が全空間における逆格子
を収集できるような回転である請求項５もしくは６記載
の中性子線回折方法。 - 【請求項８】 試料より反射する回折中性子線を検出す
る検出器の前にスリットを挿入する請求項５もしくは６
記載の中性子線回折方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001289460A JP4492779B2 (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Ｘ線回折方法および中性子線回折方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001289460A JP4492779B2 (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Ｘ線回折方法および中性子線回折方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003098124A true JP2003098124A (ja) | 2003-04-03 |
| JP4492779B2 JP4492779B2 (ja) | 2010-06-30 |
Family
ID=19111944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001289460A Expired - Fee Related JP4492779B2 (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Ｘ線回折方法および中性子線回折方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4492779B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006071449A (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Japan Atom Energy Res Inst | 中性子散乱を用いた構造マッピング法 |
| JP2006284187A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Japan Synchrotron Radiation Research Inst | 溶液と固体との界面構造のｘ線迅速構造解析方法 |
| JP2007017216A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Rigaku Corp | Ｘ線回折装置 |
| US7696991B2 (en) | 2005-06-24 | 2010-04-13 | Rigaku Corporation | Method and apparatus for analyzing twinned crystal |
| US7857431B2 (en) | 2005-01-19 | 2010-12-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Piezoelectric substance element, piezoelectric substance film manufacturing method, liquid discharge head and liquid discharge apparatus |
| US7874649B2 (en) | 2006-07-14 | 2011-01-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Piezoelectric element, ink jet head and producing method for piezoelectric element |
| JP2013088113A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | National Institute For Materials Science | Ｘ線回折試料揺動装置、ｘ線回折装置及びｘ線回折パターンの測定方法 |
| CN110646445A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-03 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种测角装置及测角装置的使用方法 |
-
2001
- 2001-09-21 JP JP2001289460A patent/JP4492779B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006071449A (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Japan Atom Energy Res Inst | 中性子散乱を用いた構造マッピング法 |
| JP4565202B2 (ja) * | 2004-09-02 | 2010-10-20 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | 中性子散乱を用いた構造マッピング法 |
| US7857431B2 (en) | 2005-01-19 | 2010-12-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Piezoelectric substance element, piezoelectric substance film manufacturing method, liquid discharge head and liquid discharge apparatus |
| JP2006284187A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Japan Synchrotron Radiation Research Inst | 溶液と固体との界面構造のｘ線迅速構造解析方法 |
| US7696991B2 (en) | 2005-06-24 | 2010-04-13 | Rigaku Corporation | Method and apparatus for analyzing twinned crystal |
| JP2007017216A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Rigaku Corp | Ｘ線回折装置 |
| US7874649B2 (en) | 2006-07-14 | 2011-01-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Piezoelectric element, ink jet head and producing method for piezoelectric element |
| US8033654B2 (en) | 2006-07-14 | 2011-10-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Piezoelectric element, ink jet head and producing method for piezoelectric element |
| JP2013088113A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | National Institute For Materials Science | Ｘ線回折試料揺動装置、ｘ線回折装置及びｘ線回折パターンの測定方法 |
| CN110646445A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-03 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种测角装置及测角装置的使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4492779B2 (ja) | 2010-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| He | Introduction to two-dimensional X-ray diffraction | |
| Yoshida et al. | X-ray diffraction reciprocal space mapping study of the thin film phase of pentacene | |
| Smilgies et al. | Indexation scheme for oriented molecular thin films studied with grazing-incidence reciprocal-space mapping | |
| Ilavsky et al. | Effective pinhole-collimated ultrasmall-angle x-ray scattering instrument for measuring anisotropic microstructures | |
| JP2003098124A (ja) | Ｘ線回折方法および中性子線回折方法 | |
| US9864075B2 (en) | Integrated reciprocal space mapping for simultaneous lattice parameter refinement using a two-dimensional X-ray detector | |
| Jellison et al. | Crystallographic orientation of uniaxial calcite and dolomite determined using reflection generalized ellipsometry | |
| JP3821414B2 (ja) | Ｘ線回折分析方法及びｘ線回折分析装置 | |
| Zhou et al. | Structure determination of modulated structures by powder X-ray diffraction and electron diffraction | |
| JP2003194741A (ja) | Ｘ線回折装置、反射ｘ線測定方法および逆格子空間マップ作成方法 | |
| Hosokawa et al. | Applications of a L1‐Regularized Linear Regression to X‐Ray Fluorescence Holography Data of Functional Materials | |
| Mugnaioli et al. | Structure characterization of nanocrystalline porous materials by tomographic electron diffraction | |
| JP2005326261A (ja) | 超微細構造体のｘ線迅速構造解析方法 | |
| JP3676249B2 (ja) | Ｘ線回折を用いた結晶の観察方法及びその観察装置 | |
| Sakurai et al. | Recent novel X-ray reflectivity techniques: moving towards quicker measurement to observe changes at surface and buried interfaces | |
| Beale et al. | Orbital bi-stripes in highly doped bilayer manganites | |
| JPH11304729A (ja) | Ｘ線測定方法及びｘ線測定装置 | |
| JPH1048159A (ja) | 構造解析方法及び構造解析装置 | |
| Yoon et al. | Quantitative analysis of molecularly stacked layer structures in supported organic thin films by synchrotron grazing-incidence X-ray scattering | |
| Helming et al. | A new method for texture measurements using a general area detector diffraction system | |
| JPH06249803A (ja) | Ｘ線装置と該装置を用いた評価解析方法 | |
| WO2008060237A1 (en) | Electron rotation camera | |
| Shmyt'ko et al. | Twin structure and structure of twin boundaries in 1–2–3-O7-δ crystals | |
| Sherrill et al. | X‐Ray Determination of Conjugate Deformation Twins in Copper | |
| Helming et al. | Texture analysis with area detectors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061221 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20071023 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20071114 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20071023 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090121 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091201 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100201 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100302 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20100311 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20100315 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100311 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100315 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100330 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140416 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |