JP2003149180A - １次元または２次元検出器を用いた粉末ｘ線回折データ測定方法 - Google Patents
１次元または２次元検出器を用いた粉末ｘ線回折データ測定方法Info
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- G01N23/207—Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions
- G01N23/2076—Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions for spectrometry, i.e. using an analysing crystal, e.g. for measuring X-ray fluorescence spectrum of a sample with wavelength-dispersion, i.e. WDXFS
Abstract
(57)【要約】
【課題】 １次元又は２次元検出器〔例えは、比例計数
管位置敏感検出器（ＰＳＰＣ）、イメージングプレー
ト、大型ＣＣＤ検出器〕を用いたＸ線及び放射光粉末回
折データの測定に利用される。 【解決手段】 Ｘ線源として放射光の様な高エネルギー
Ｘ線を使用した場合において、回折計等の測定装置に取
り付けた検出器をＸ線検出単位（ピクセル）の間隔より
も細かく移動させ、ピクセル間を補間するデータを測定
し、それらのデータを合成することにより、検出器の検
出単位により制限されていた測定の空間分解能を向上さ
せるものである。
管位置敏感検出器（ＰＳＰＣ）、イメージングプレー
ト、大型ＣＣＤ検出器〕を用いたＸ線及び放射光粉末回
折データの測定に利用される。 【解決手段】 Ｘ線源として放射光の様な高エネルギー
Ｘ線を使用した場合において、回折計等の測定装置に取
り付けた検出器をＸ線検出単位（ピクセル）の間隔より
も細かく移動させ、ピクセル間を補間するデータを測定
し、それらのデータを合成することにより、検出器の検
出単位により制限されていた測定の空間分解能を向上さ
せるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の産業上の利用分野は
以下のものがある。１次元及び２次元検出器〔例えは、
比例計数管位置敏感検出器（ＰＳＰＣ）、イメージング
プレート、大型ＣＣＤ検出器〕を用いたＸ線及び放射光
粉末回折データの測定に利用される。
以下のものがある。１次元及び２次元検出器〔例えは、
比例計数管位置敏感検出器（ＰＳＰＣ）、イメージング
プレート、大型ＣＣＤ検出器〕を用いたＸ線及び放射光
粉末回折データの測定に利用される。
【０００２】
【従来の技術】粉末Ｘ線回折データの測定にとって根源
的な課題は、角度分解能と、データの統計精度の向上を
効率的に行うことである。統計精度の問題を解決するひ
とつの手段として、１次元及び２次元検出器の導入があ
る。これにより、粉末回折データ全体を計測するための
時間を短くすることができる一方、個々の計測点での測
定時間は、粉末回折データ全体を計測する時間と等しく
なるため、従来よりも、１桁以上、短くすることが可能
になり、飛躍的な統計精度の向上を効率的に行える。
的な課題は、角度分解能と、データの統計精度の向上を
効率的に行うことである。統計精度の問題を解決するひ
とつの手段として、１次元及び２次元検出器の導入があ
る。これにより、粉末回折データ全体を計測するための
時間を短くすることができる一方、個々の計測点での測
定時間は、粉末回折データ全体を計測する時間と等しく
なるため、従来よりも、１桁以上、短くすることが可能
になり、飛躍的な統計精度の向上を効率的に行える。
【０００３】一方で、角度分解能の向上については、Ｘ
線源として放射光の様に高い指向性を持つＸ線源を用い
て平行ビームによるＸ線回折実験を行うことが有効であ
る。しかし、データの角度分解能の向上により、逆に測
定する側の検出器の位置分解能、すなわち検出単位のサ
イズによる測定限界の制限を受けることになる。たとえ
ば、イメージングプレート等のデータの検出単位（ピク
セル）よりも細かい情報を得る事はできない。よって、
より細かな、すなわち分解能の高いデータを測定するた
めに、検出単位そのもののミクロ化及び、検出器を搭載
する回折計等の装置の大型化による検出単位の見かけの
分解能の向上が図られてきた。
線源として放射光の様に高い指向性を持つＸ線源を用い
て平行ビームによるＸ線回折実験を行うことが有効であ
る。しかし、データの角度分解能の向上により、逆に測
定する側の検出器の位置分解能、すなわち検出単位のサ
イズによる測定限界の制限を受けることになる。たとえ
ば、イメージングプレート等のデータの検出単位（ピク
セル）よりも細かい情報を得る事はできない。よって、
より細かな、すなわち分解能の高いデータを測定するた
めに、検出単位そのもののミクロ化及び、検出器を搭載
する回折計等の装置の大型化による検出単位の見かけの
分解能の向上が図られてきた。
【０００４】角度分解能とは、Ｘ線回折データにおける
回折角度に対する分解能であり、角度分解能が高いとは
粉末Ｘ線プロフィルの半値幅（強度が半分のところの幅
を回折角度で表したもの）の狭さで表現したもので、そ
の単位は角度である。
回折角度に対する分解能であり、角度分解能が高いとは
粉末Ｘ線プロフィルの半値幅（強度が半分のところの幅
を回折角度で表したもの）の狭さで表現したもので、そ
の単位は角度である。
【０００５】イメージングプレートとは、Ｘ線エネルギ
ーのメモリー作用を持つ光輝尽発光性物質をプラスティ
ックフィルムに塗布した、新しいＸ線フィルムである。
よって、ＰＳＰＣやＣＣＤの様に検出器の絶対位置に固
定された検出素子による計測と異なり、フィルム上（２
０ｃｍ×４０ｃｍ）の任意の位置でのＸ線検出が可能
で、任意の位置に検出単位を設定できる。また、高い感
度と広い適正露光域を持つという優れた性能のため、現
在、最も汎用性の高い２次元検出器の一つとなってい
る。
ーのメモリー作用を持つ光輝尽発光性物質をプラスティ
ックフィルムに塗布した、新しいＸ線フィルムである。
よって、ＰＳＰＣやＣＣＤの様に検出器の絶対位置に固
定された検出素子による計測と異なり、フィルム上（２
０ｃｍ×４０ｃｍ）の任意の位置でのＸ線検出が可能
で、任意の位置に検出単位を設定できる。また、高い感
度と広い適正露光域を持つという優れた性能のため、現
在、最も汎用性の高い２次元検出器の一つとなってい
る。
【０００６】例えば、イメージングプレートを用いたＸ
線回折データの測定を例にとれば、 （１） １９９０年初頭には検出単位であるピクセルサ
イズは１００μｍ角の大きさであった。現在、技術開発
により５０μｍ角から２５μｍ角まで向上した。しかし
ながら、まだ銀塩フィルムの分解能〜１０μｍ角に到達
するためには時間を要する。
線回折データの測定を例にとれば、 （１） １９９０年初頭には検出単位であるピクセルサ
イズは１００μｍ角の大きさであった。現在、技術開発
により５０μｍ角から２５μｍ角まで向上した。しかし
ながら、まだ銀塩フィルムの分解能〜１０μｍ角に到達
するためには時間を要する。
【０００７】（２） イメージングプレートを搭載する
回折装置を大型化し、測定距離を伸ばす事により見かけ
上の分解の向上を図る方法がある。しかし、距離を２倍
にしても、分解能は２倍あがるだけで、装置の大型化の
割に格段の向上が望めない。
回折装置を大型化し、測定距離を伸ばす事により見かけ
上の分解の向上を図る方法がある。しかし、距離を２倍
にしても、分解能は２倍あがるだけで、装置の大型化の
割に格段の向上が望めない。
【０００８】（３） 一方で、放射光のような超高分解
能のＸ線源の登場により、検出器の分解能の向上の要望
が強くなってきている。以上のように、１次元及び２次
元検出器を用いたＸ線回折データの測定について分解能
を向上させるためには新たな発想による分解能向上が課
題となっていた。
能のＸ線源の登場により、検出器の分解能の向上の要望
が強くなってきている。以上のように、１次元及び２次
元検出器を用いたＸ線回折データの測定について分解能
を向上させるためには新たな発想による分解能向上が課
題となっていた。
【０００９】このような１次元および２次元検出器を用
いた場合の、位置分解能向上についての従来技術はＸ線
医療機器等に利用される放射線撮像装置で、２次元アレ
イセンサを画素幅の２分の１の距離だけ上下左右に位置
をずらして測定し２次元画像データを得るものがある
（特開平４−３７２８９２号公報）。
いた場合の、位置分解能向上についての従来技術はＸ線
医療機器等に利用される放射線撮像装置で、２次元アレ
イセンサを画素幅の２分の１の距離だけ上下左右に位置
をずらして測定し２次元画像データを得るものがある
（特開平４−３７２８９２号公報）。
【００１０】類似の従来技術は２次元検出器の前に検出
単位より小さなマスクを配し、マスクと検出器をお互い
に移動させて細かい２次元画像を得るもの（特開平６−
８２３０５号公報）、Ｘ線干渉計における撮像装置にお
いて２次元検出器を微小距離移動して撮像データを合成
し、検出器個々の検出効率で補正を行い、空間分解能を
高めるもの（特開平１１−５１８８１号公報）、１次元
のＸ線検出器を微小距離移動させ細かい２次元画像を得
るもの（特開平１−１０２２０号公報）がある。 同様
の技術は、その他に、多数個の放射線検出素子を一次元
状に配列した検出素子列を複数列並べた検出器アレイを
所定方向に移動させつつ、各素子の出力をフォトンカウ
ンティング方式に基づいてデータ収集することにより、
二次元状の放射線像を撮像するもの（特開平４−２０４
２８３号公報）、及びＸ線やγ線等の放射線をファンビ
ーム角をもって曝射するようにした放射線ＣＴ装置にお
いて、特に放射線源及び検出器を相対的に平行移動させ
るトランスレート動作と被検体の周りに回転移動させる
ローテート動作とを順次繰り繰り返すことにより、被検
体の断層画像を再構成するもの（特開平２−２０１２５
３号公報）がある。
単位より小さなマスクを配し、マスクと検出器をお互い
に移動させて細かい２次元画像を得るもの（特開平６−
８２３０５号公報）、Ｘ線干渉計における撮像装置にお
いて２次元検出器を微小距離移動して撮像データを合成
し、検出器個々の検出効率で補正を行い、空間分解能を
高めるもの（特開平１１−５１８８１号公報）、１次元
のＸ線検出器を微小距離移動させ細かい２次元画像を得
るもの（特開平１−１０２２０号公報）がある。 同様
の技術は、その他に、多数個の放射線検出素子を一次元
状に配列した検出素子列を複数列並べた検出器アレイを
所定方向に移動させつつ、各素子の出力をフォトンカウ
ンティング方式に基づいてデータ収集することにより、
二次元状の放射線像を撮像するもの（特開平４−２０４
２８３号公報）、及びＸ線やγ線等の放射線をファンビ
ーム角をもって曝射するようにした放射線ＣＴ装置にお
いて、特に放射線源及び検出器を相対的に平行移動させ
るトランスレート動作と被検体の周りに回転移動させる
ローテート動作とを順次繰り繰り返すことにより、被検
体の断層画像を再構成するもの（特開平２−２０１２５
３号公報）がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上のように１次元又
は２次元検出器を用いたＸ線撮像のための分解能を向上
させるための装置及び方法が提案されている。しかし、
これらの先行技術では、粉末Ｘ線回折データの測定にお
いて、以下の課題を解決しなければならない。
は２次元検出器を用いたＸ線撮像のための分解能を向上
させるための装置及び方法が提案されている。しかし、
これらの先行技術では、粉末Ｘ線回折データの測定にお
いて、以下の課題を解決しなければならない。
【００１２】１）加速器を用いたシンクロトロン放射に
基づくＸ線である放射光の様に入射強度が不安定で変動
を伴うＸ線回折データの計測に対しては、測定強度が変
動し、従来技術ではデータ合成がうまくいかず、機能し
ない。
基づくＸ線である放射光の様に入射強度が不安定で変動
を伴うＸ線回折データの計測に対しては、測定強度が変
動し、従来技術ではデータ合成がうまくいかず、機能し
ない。
【００１３】２）放射光の様な高い指向性を持つ平行ビ
ームＸ線を用いることにより、非常に高分解能で形状の
複雑な回折データを測定する場合、検出素子の形状補正
及び検出効率の補正を伴う従来技術（特開平１１−５１
８８１号公報）は、上記１)の課題と相関が強くデータ
補正に任意性が残る。
ームＸ線を用いることにより、非常に高分解能で形状の
複雑な回折データを測定する場合、検出素子の形状補正
及び検出効率の補正を伴う従来技術（特開平１１−５１
８８１号公報）は、上記１)の課題と相関が強くデータ
補正に任意性が残る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の放射光
の様な入射強度の経時減衰を本質的に有し、高い指向性
を持つ平行ビームＸ線を用いたことにより生じた課題を
解決しつつ、１次元又は２次元検出器を用いて、角度分
解能の高い粉末回折データを精度よく測定するため、１
次元又は２次元検出器を用いたＸ線粉末回折データの角
度分解能の向上を図ものである。
の様な入射強度の経時減衰を本質的に有し、高い指向性
を持つ平行ビームＸ線を用いたことにより生じた課題を
解決しつつ、１次元又は２次元検出器を用いて、角度分
解能の高い粉末回折データを精度よく測定するため、１
次元又は２次元検出器を用いたＸ線粉末回折データの角
度分解能の向上を図ものである。
【００１５】即ち、従来の粉末Ｘ線回折データの測定で
は、１次元検出器（ＰＳＰＣ）や２次元検出器（イメー
ジングプレート（ＩＰ））を固定又は移動してデータ測
定を行っていたが、本発明の方法では、Ｘ線源として放
射光の様な高い平行性を持つ平行ビームＸ線を使用した
高分解能粉末回折実験の場合において、回折計等の測定
装置に取り付けた検出器をＸ線検出単位（ピクセル）の
間隔よりも細かく移動させ、ピクセル間を補間するデー
タを測定し、それらのデータを合成することにより、検
出器の検出単位により制限されていた測定の空間分解能
（イメージジングプレートのピクセルの細かさ）を向上
させるものである。これにより、分解能向上のための装
置の大型化及び検出器の微小化がなくても、原理的に分
解能の向上を図ることができる。
は、１次元検出器（ＰＳＰＣ）や２次元検出器（イメー
ジングプレート（ＩＰ））を固定又は移動してデータ測
定を行っていたが、本発明の方法では、Ｘ線源として放
射光の様な高い平行性を持つ平行ビームＸ線を使用した
高分解能粉末回折実験の場合において、回折計等の測定
装置に取り付けた検出器をＸ線検出単位（ピクセル）の
間隔よりも細かく移動させ、ピクセル間を補間するデー
タを測定し、それらのデータを合成することにより、検
出器の検出単位により制限されていた測定の空間分解能
（イメージジングプレートのピクセルの細かさ）を向上
させるものである。これにより、分解能向上のための装
置の大型化及び検出器の微小化がなくても、原理的に分
解能の向上を図ることができる。
【００１６】更に、本発明における検出器の移動による
空間分解能の向上の方法については、上記の類似の従来
技術があるが、本発明においては、最終データを合成す
る際に、粉末回折データのバックグランド強度をもと
に、個々のデータのスケーリングを行うことにより、上
記の従来技術における課題１）を解決した。本発明のこ
の技術により、放射光Ｘ線強度の変動を、データを合成
する時点で同時に補正することができる。特に、本発明
の方法の中で、バックグランドでの強度平均による、２
種類のデータの測定強度のスケーリングを行う技術は、
必要不可欠な技術的特徴点であり、加速器を用いたシン
クロトロン放射に基づく放射光の様に強度の時間経過に
よる減衰を本質的に有するＸ線を用いた実験では特に威
力を発揮するものである。
空間分解能の向上の方法については、上記の類似の従来
技術があるが、本発明においては、最終データを合成す
る際に、粉末回折データのバックグランド強度をもと
に、個々のデータのスケーリングを行うことにより、上
記の従来技術における課題１）を解決した。本発明のこ
の技術により、放射光Ｘ線強度の変動を、データを合成
する時点で同時に補正することができる。特に、本発明
の方法の中で、バックグランドでの強度平均による、２
種類のデータの測定強度のスケーリングを行う技術は、
必要不可欠な技術的特徴点であり、加速器を用いたシン
クロトロン放射に基づく放射光の様に強度の時間経過に
よる減衰を本質的に有するＸ線を用いた実験では特に威
力を発揮するものである。
【００１７】また、イメージングプレートのような大型
の検出器を採用することにより、非常に広い範囲の計測
（２０ｃｍ×４０ｃｍ）を一度に行え、任意に検出単位
の位置を設定しかつ、広い範囲にわたって一度に検出で
きる。更に、検出効率の補正を必要としない２次元検出
器の導入により、データ合成については、検出素子の形
状や検出効率の補正を必要とせず上記２）の課題を解決
している。
の検出器を採用することにより、非常に広い範囲の計測
（２０ｃｍ×４０ｃｍ）を一度に行え、任意に検出単位
の位置を設定しかつ、広い範囲にわたって一度に検出で
きる。更に、検出効率の補正を必要としない２次元検出
器の導入により、データ合成については、検出素子の形
状や検出効率の補正を必要とせず上記２）の課題を解決
している。
【００１８】統計精度の向上という課題については、２
次元検出器の場合、移動方向とは垂直の方向のデータを
数ピクセル分積算したものを用いて、１次元の粉末回折
データとすることにより、積算ピクセル分だけデータの
統計精度が向上する。特に、本発明では、２次元検出器
を用いる場合、合成方向とは垂直の方向のデータ列につ
いては、粉末回折プロファイルの分解能を損なわない程
度で、数画素積算し強度の統計精度を上げることができ
る。これについては従来技術はない。
次元検出器の場合、移動方向とは垂直の方向のデータを
数ピクセル分積算したものを用いて、１次元の粉末回折
データとすることにより、積算ピクセル分だけデータの
統計精度が向上する。特に、本発明では、２次元検出器
を用いる場合、合成方向とは垂直の方向のデータ列につ
いては、粉末回折プロファイルの分解能を損なわない程
度で、数画素積算し強度の統計精度を上げることができ
る。これについては従来技術はない。
【００１９】
【実施例】（実施例１）本発明のデータ合成を１次元検
出器による測定に応用した例を図１に模式的に示す。こ
れはガウス分布を持つ強度分布を測定したものである。
この例では、検出器の最小検出単位（ピクセル）の大き
さは１００μｍ角とし、その強度分布を発する発信源か
らの見込み角度が回折データ測定の際の角度分解能の単
位となる。
出器による測定に応用した例を図１に模式的に示す。こ
れはガウス分布を持つ強度分布を測定したものである。
この例では、検出器の最小検出単位（ピクセル）の大き
さは１００μｍ角とし、その強度分布を発する発信源か
らの見込み角度が回折データ測定の際の角度分解能の単
位となる。
【００２０】（１） データ１に示した図は検出器を固
定した通常の測定の結果である。最小検出単位の大きさ
が検出限界、すなわち分解能となる。横軸の角度分解能
は発信源からの距離をａ（ｍ）とすると１００／ａ（μ
ｒａｄ）である。強度分布が角度分解能に比較して狭
いため、強度分布のプロファイルを■の点だけでは十分
に得る事ができないのがわかる。
定した通常の測定の結果である。最小検出単位の大きさ
が検出限界、すなわち分解能となる。横軸の角度分解能
は発信源からの距離をａ（ｍ）とすると１００／ａ（μ
ｒａｄ）である。強度分布が角度分解能に比較して狭
いため、強度分布のプロファイルを■の点だけでは十分
に得る事ができないのがわかる。
【００２１】（２） よって、このピクセル間を補間す
るデータが得られるように、検出器を搭載した装置をス
テッピングモーター等で精度よく移動させ、データ２
（○）を測定する。
るデータが得られるように、検出器を搭載した装置をス
テッピングモーター等で精度よく移動させ、データ２
（○）を測定する。
【００２２】（３） 測定したデータ１とデータ２を合
成する事により、一番下の補間合成データが得られる。
これにより、ガウス分布を持つ強度プロプァイルを、は
っきりと測定する事が可能である。
成する事により、一番下の補間合成データが得られる。
これにより、ガウス分布を持つ強度プロプァイルを、は
っきりと測定する事が可能である。
【００２３】（実施例２）放射光データを用いる場合は
入射Ｘ線強度の減衰により図２（ａ）のように回折強度
データが相対的に変化して、２つのデータ合成が正しく
行えない。その場合は、２つのデータにおいて同じ強度
であるべきバックグランドの、比較的平らな部分の強度
の平均値から、データ１とデータ２の強度の割合を算出
し（図の場合は１．１４９：１．０００）その比率で強
度のスケーリングをすることで、図２（ｂ）の様に入射
Ｘ線強度データの変化を補正し２つのデータの合成がで
きる。この点が本発明による方法の独自技術である。
入射Ｘ線強度の減衰により図２（ａ）のように回折強度
データが相対的に変化して、２つのデータ合成が正しく
行えない。その場合は、２つのデータにおいて同じ強度
であるべきバックグランドの、比較的平らな部分の強度
の平均値から、データ１とデータ２の強度の割合を算出
し（図の場合は１．１４９：１．０００）その比率で強
度のスケーリングをすることで、図２（ｂ）の様に入射
Ｘ線強度データの変化を補正し２つのデータの合成がで
きる。この点が本発明による方法の独自技術である。
【００２４】（実施例３）図３に示したのは、実施例２
の方法をＸ線粉末回折実験への実際の応用例である。即
ち、大型放射光施設ＳＰｒｉｎｇ−８のＢＬ０２Ｂ２で
データを測定したものである。この場合の検出器のピク
セルの大きさは５０μｍ角である。データ１とデータ２
がお互いにデータ間を補間し、Ｘ線回折強度のプロファ
イルを本発明のアイデアにより詳細に測定できた事を示
している。
の方法をＸ線粉末回折実験への実際の応用例である。即
ち、大型放射光施設ＳＰｒｉｎｇ−８のＢＬ０２Ｂ２で
データを測定したものである。この場合の検出器のピク
セルの大きさは５０μｍ角である。データ１とデータ２
がお互いにデータ間を補間し、Ｘ線回折強度のプロファ
イルを本発明のアイデアにより詳細に測定できた事を示
している。
【００２５】（実施例４）図４に示したのは、ＳＰｒｉ
ｎｇ−８ ＢＬ０２Ｂ２の粉末Ｘ線回折実験に本発明の
方法を応用した例である。試料はＮＩＳＴ（National i
nstitute of Standards & Technology)のＬａＢ6 の標
準試料(Standard Reference Material 660)を用い、検
出器としてイメージングプレートを用いた。図のデータ
点がイメージングプレートのそれぞれのピクセルで測定
された回折Ｘ線の強度を表す。
ｎｇ−８ ＢＬ０２Ｂ２の粉末Ｘ線回折実験に本発明の
方法を応用した例である。試料はＮＩＳＴ（National i
nstitute of Standards & Technology)のＬａＢ6 の標
準試料(Standard Reference Material 660)を用い、検
出器としてイメージングプレートを用いた。図のデータ
点がイメージングプレートのそれぞれのピクセルで測定
された回折Ｘ線の強度を表す。
【課題を解決するための手段】の最後のところで述べた
統計精度をあげる手段に基づき、紙面の垂直方向に並ん
だピクセル方向に５０ピクセル分強度を積算し、５０倍
の強度を得ている。
統計精度をあげる手段に基づき、紙面の垂直方向に並ん
だピクセル方向に５０ピクセル分強度を積算し、５０倍
の強度を得ている。
【００２６】まず、イメージングプレートを固定して測
定した回折プロファイルがデータ１である。次に、イメ
ージングプレートを１ピクセルの半分に対応する距離だ
け移動させて測定したものがデータ２である。このよう
に従来の測定技術では、データ１、データ２では回折プ
ロファイルの形をきれいに測定できていないのがわか
る。
定した回折プロファイルがデータ１である。次に、イメ
ージングプレートを１ピクセルの半分に対応する距離だ
け移動させて測定したものがデータ２である。このよう
に従来の測定技術では、データ１、データ２では回折プ
ロファイルの形をきれいに測定できていないのがわか
る。
【００２７】一方、本発明による方法で測定した合成デ
ータは、回折プロファイルの形が詳細に表されており、
図1のとおりの発明の効果が明確に見て取れる。また、
粉末Ｘ線構造解析においては、このプロファイルで表さ
れた面積が、結晶構造決定に必要な積分反射強度とな
る。よって、正しい積分反射強度を測定する、すなわち
正しい結晶構造決定にとって本発明は重要な測定技術と
なる。
ータは、回折プロファイルの形が詳細に表されており、
図1のとおりの発明の効果が明確に見て取れる。また、
粉末Ｘ線構造解析においては、このプロファイルで表さ
れた面積が、結晶構造決定に必要な積分反射強度とな
る。よって、正しい積分反射強度を測定する、すなわち
正しい結晶構造決定にとって本発明は重要な測定技術と
なる。
【００２８】（実施例５）データ合成を行わない測定デ
ータと、本発明に基づくデータ合成を行った測定データ
について、一般的な粉末Ｘ線構造解析であるリートベル
ト解析による構造決定の例を図５に示す。積分反射強度
Iobsと結晶構造モデルから計算された強度Icalとすると
構造解析の信頼度因子は100×｜Ical-Iobs|/Iobsで表さ
れる。測定強度と計算強度の一致の度合いを表す指標で
ある。決定された結晶構造の信頼度因子（Ｒ1）はデー
タ合成を行わなかったものがＲ1＝１．９％、本発明に
よる測定データがＲ1＝１．５％である。
ータと、本発明に基づくデータ合成を行った測定データ
について、一般的な粉末Ｘ線構造解析であるリートベル
ト解析による構造決定の例を図５に示す。積分反射強度
Iobsと結晶構造モデルから計算された強度Icalとすると
構造解析の信頼度因子は100×｜Ical-Iobs|/Iobsで表さ
れる。測定強度と計算強度の一致の度合いを表す指標で
ある。決定された結晶構造の信頼度因子（Ｒ1）はデー
タ合成を行わなかったものがＲ1＝１．９％、本発明に
よる測定データがＲ1＝１．５％である。
【００２９】標準試料であるＬａＢ6 の結晶構造はよく
知られており、信頼度因子の値が低いほうが強度データ
の信頼性が高いことになる。標準試料を用いた構造解析
において信頼度因子が１．９％から１．５％へ２割弱向
上することは解析精度の飛躍的な向上を意味し、本発明
が、粉末Ｘ線回折データ測定の分解能の向上ならびに、
信頼性の向上に大きく貢献していることを示している。
知られており、信頼度因子の値が低いほうが強度データ
の信頼性が高いことになる。標準試料を用いた構造解析
において信頼度因子が１．９％から１．５％へ２割弱向
上することは解析精度の飛躍的な向上を意味し、本発明
が、粉末Ｘ線回折データ測定の分解能の向上ならびに、
信頼性の向上に大きく貢献していることを示している。
【００３０】（実施例６）図６に示したのは、本発明に
よる方法での測定を行うための装置図である。ここで
は、イメージングプレート、もしくは湾曲型ＰＳＰＣを
検出器としている。検出単位の大きさはこの図では１０
０μｍとしている。検出器は試料から散乱されたＸ線を
それぞれの検出単位で測定する。データ１を測定した
後、湾曲型の検出器を、試料周りに検出単位が５０μｍ
ずれるように回転させる。そして、もう一度、測定を行
いデータ２を得る。その後、２つのデータを合成する。
検出器の形態は、目的により平面でも同様の取り扱いが
できる。
よる方法での測定を行うための装置図である。ここで
は、イメージングプレート、もしくは湾曲型ＰＳＰＣを
検出器としている。検出単位の大きさはこの図では１０
０μｍとしている。検出器は試料から散乱されたＸ線を
それぞれの検出単位で測定する。データ１を測定した
後、湾曲型の検出器を、試料周りに検出単位が５０μｍ
ずれるように回転させる。そして、もう一度、測定を行
いデータ２を得る。その後、２つのデータを合成する。
検出器の形態は、目的により平面でも同様の取り扱いが
できる。
【００３１】なお、上図（図６）では、両端のＸ線がピ
クセルに当たって測定され、中央の１本がピクセルとピ
クセルとの狭間にあたって測定されない。下図では、ピ
クセルの半分をずらしたため、中央の１本がピクセルに
当たって測定され、両端の２本はピクセルの狭間に当た
って測定されない。
クセルに当たって測定され、中央の１本がピクセルとピ
クセルとの狭間にあたって測定されない。下図では、ピ
クセルの半分をずらしたため、中央の１本がピクセルに
当たって測定され、両端の２本はピクセルの狭間に当た
って測定されない。
【００３２】
【発明の効果】本発明の方法では、放射光のような強度
の不安定なＸ線回折測定においても、測定装置に取り付
けた検出器をＸ線検出単位（ピクセル）の間隔の1/ｎだ
け細かく移動させながら、ピクセル間を補間するデータ
をｎ回測定し、入射強度変動をデータの一部を使って補
正した上で、それらのデータを合成することにより、検
出器の検出単位により制限されていた測定の空間分解能
をｎ倍向上させる、という本発明に特有の顕著な効果を
生ずる。
の不安定なＸ線回折測定においても、測定装置に取り付
けた検出器をＸ線検出単位（ピクセル）の間隔の1/ｎだ
け細かく移動させながら、ピクセル間を補間するデータ
をｎ回測定し、入射強度変動をデータの一部を使って補
正した上で、それらのデータを合成することにより、検
出器の検出単位により制限されていた測定の空間分解能
をｎ倍向上させる、という本発明に特有の顕著な効果を
生ずる。
【００３３】更に、本発明においては、分解能向上のた
めの装置の大型化及び検出単位の微小化がなくても、分
解能の向上を図る事ができ、又２次元検出器の場合、移
動方向とは垂直の方向のデータを数ピクセル分積算した
ものを用いて、１次元の粉末回折データとすることがで
きるので、積算ピクセル分だけデータの統計精度が向上
する、という本発明に特有な顕著な効果を生ずる。
めの装置の大型化及び検出単位の微小化がなくても、分
解能の向上を図る事ができ、又２次元検出器の場合、移
動方向とは垂直の方向のデータを数ピクセル分積算した
ものを用いて、１次元の粉末回折データとすることがで
きるので、積算ピクセル分だけデータの統計精度が向上
する、という本発明に特有な顕著な効果を生ずる。
【図１】 本発明の方法を一次元検出器に応用して強度
分布を測定した場合を示す図である。
分布を測定した場合を示す図である。
【図２】 （ａ）は合成前のスケーリングデータ１又は
データ２を示す図であり、（ｂ）はスケーリングしたデ
ータを合成した結果を示す図である。
データ２を示す図であり、（ｂ）はスケーリングしたデ
ータを合成した結果を示す図である。
【図３】 本発明の方法をＸ線粉末回折実験へ応用して
大型放射光施設ＳＰｒｉｎｇ−８のＢＬ０２Ｂ２のデー
タから得られたＸ線回折強度のプロファイルを示す図で
ある。
大型放射光施設ＳＰｒｉｎｇ−８のＢＬ０２Ｂ２のデー
タから得られたＸ線回折強度のプロファイルを示す図で
ある。
【図４】 ＳＰｒｉｎｇ−８ ＢＬ０２Ｂ２を使用し、
ＬａＢ6を試料として使用することにより、粉末Ｘ線回
折実験に本発明の方法を応用して得られた回折Ｘ線の強
度を表す図である。
ＬａＢ6を試料として使用することにより、粉末Ｘ線回
折実験に本発明の方法を応用して得られた回折Ｘ線の強
度を表す図である。
【図５】 従来技術による測定データ（ａ）と、本発明
による測定データ（ｂ）について、一般的な粉末Ｘ線構
造解析であるリートベルト解析による結晶構造決定の信
頼度因子を示す図である。
による測定データ（ｂ）について、一般的な粉末Ｘ線構
造解析であるリートベルト解析による結晶構造決定の信
頼度因子を示す図である。
【図６】 本発明による方法で測定を行うための装置を
示す図である。
示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(71)出願人 000006792
理化学研究所
埼玉県和光市広沢２番１号
(72)発明者 高田 昌樹
兵庫県佐用郡三日月町光都１丁目１番１号
財団法人高輝度光科学研究センター内
(72)発明者 西堀 英治
兵庫県佐用郡三日月町光都１丁目１番１号
財団法人高輝度光科学研究センター内
(72)発明者 坂田 誠
兵庫県佐用郡三日月町光都１丁目１番１号
財団法人高輝度光科学研究センター内
(72)発明者 原田 仁平
東京都昭島市松原町３丁目９番12号 理学
電機株式会社拝島工場内
Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA22 CA01 DA01 DA07
DA09 DA10 JA06 LA20
2G083 AA03 AA10 BB03 BB05 CC10
DD16 EE02
2G088 EE29 EE30 FF02 FF03 FF14
GG03 GG20 GG25 JJ04 JJ05
JJ22 KK32 KK35 LL12 LL13
LL27
Claims (4)
- 【請求項１】 １次元または２次元検出器を用い、線源
として指向性の高い平行ビームＸ線を用いた高分解能粉
末Ｘ線回折データ測定方法において、測定装置に取り付
けた検出器をＸ線検出単位（ピクセル）の間隔を任意の
数ｎで割った等間隔で細かく移動させ、ピクセル間をｎ
分割して補間するデータを測定し、移動前と移動後のｎ
種類のデータを合成することにより、検出器の検出単位
により制限されていた測定の位置分解能をｎ倍向上させ
ることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 １次元または２次元検出器を用い、Ｘ線
源として高い指向性を持つ平行ビーム光源である放射光
を用いた高分解能粉末Ｘ線回折データ測定方法におい
て、測定装置に取り付けた検出器をＸ線検出単位（ピク
セル）の間隔を、任意の数ｎで割った等間隔で細かく移
動させ、ピクセル間をｎ分割して補間するデータを測定
し、それぞれのデータを合成する際に生ずる入射放射光
の減衰による強度データの相対的変化に対して、検出デ
ータのバックグランドの比較的平らな部分の測定強度の
平均値からそれぞれのデータ間の測定強度の割合を算出
し、その割合比率で測定強度のスケーリングをすること
によって合成データを得ることからなる、検出器の検出
単位により制限されていた測定の位置分解能をｎ倍向上
させることを特徴とする方法。 - 【請求項３】 １次元または２次元検出器を用い、Ｘ線
源として高い指向性を持つ平行ビーム光源である放射光
を用いた高分解能粉末Ｘ線回折データ測定方法におい
て、測定装置に取り付けた前記検出器をＸ線検出単位
（ピクセル）の間隔を、任意の数ｎで割った等間隔で細
かく移動させ、ピクセル間をｎ分割して補間するデータ
を測定し、それらのデータを合成する際に、合成方向と
は垂直の方向のデータ列について、粉末回折プロファイ
ルの分解能を損なわない程度で数画素積算して強度の統
計精度を上げることからなる、検出器の検出単位により
制限されていた測定の位置分解能をｎ倍向上させること
を特徴とする方法。 - 【請求項４】 上記ｎが１乃至10の整数である請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001347637A JP2003149180A (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | １次元または２次元検出器を用いた粉末ｘ線回折データ測定方法 |
| EP02025043A EP1310786A3 (en) | 2001-11-13 | 2002-11-11 | Method for measuring powder x-ray diffraction data using one- or two-dimensional detector |
| US10/291,427 US6813338B2 (en) | 2001-11-13 | 2002-11-12 | Method for measuring powder x-ray diffraction data using one-or-two-dimensional detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001347637A JP2003149180A (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | １次元または２次元検出器を用いた粉末ｘ線回折データ測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003149180A true JP2003149180A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=19160611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001347637A Pending JP2003149180A (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | １次元または２次元検出器を用いた粉末ｘ線回折データ測定方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6813338B2 (ja) |
| EP (1) | EP1310786A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003149180A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005091142A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Rigaku Corp | Ｘ線分析装置 |
| JP2005121511A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Rigaku Corp | Ｘ線分析装置 |
| JP2007024894A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Jordan Valley Semiconductors Ltd | 試料の検査方法および装置 |
| WO2007066787A1 (ja) | 2005-12-05 | 2007-06-14 | National University Corporation Nagoya University | ハイブリッドｇａによる複数パラメータの最適化方法、パターンマッチングによるデータ解析方法、放射線回折データに基づく物質構造の推定方法、ならびに関連するプログラム、記録媒体および各種装置 |
| JP2007333552A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Aloka Co Ltd | 中性子測定装置 |
| JP2011007811A (ja) * | 2003-10-20 | 2011-01-13 | Jordan Valley Semiconductors Ltd | サンプルの検査方法及び装置 |
| DE102014207208A1 (de) | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Rigaku Corporation | Röntgen-Diffraktionsvorrichtung, Röntgen-Diffraktionsmessverfahren und Steuerprogramm |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7062013B2 (en) * | 2001-04-12 | 2006-06-13 | Jordan Valley Applied Radiation Ltd. | X-ray reflectometry of thin film layers with enhanced accuracy |
| DE102004060609A1 (de) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Yxlon International Security Gmbh | Verfahren zum Messen des Impulsübertragungsspektrums von elastisch gestreuten Röntgenquanten |
| US7697664B2 (en) * | 2006-05-15 | 2010-04-13 | Morpho Detection, Inc. | Systems and methods for determining an atomic number of a substance |
| US7406153B2 (en) * | 2006-08-15 | 2008-07-29 | Jordan Valley Semiconductors Ltd. | Control of X-ray beam spot size |
| US8243878B2 (en) * | 2010-01-07 | 2012-08-14 | Jordan Valley Semiconductors Ltd. | High-resolution X-ray diffraction measurement with enhanced sensitivity |
| US8687766B2 (en) | 2010-07-13 | 2014-04-01 | Jordan Valley Semiconductors Ltd. | Enhancing accuracy of fast high-resolution X-ray diffractometry |
| US8437450B2 (en) | 2010-12-02 | 2013-05-07 | Jordan Valley Semiconductors Ltd. | Fast measurement of X-ray diffraction from tilted layers |
| US8781070B2 (en) | 2011-08-11 | 2014-07-15 | Jordan Valley Semiconductors Ltd. | Detection of wafer-edge defects |
| CN103487452B (zh) * | 2013-10-14 | 2015-08-05 | 山东大学 | 以x射线单次测量实现对称性微纳米样品三维成像的方法 |
| US9551677B2 (en) | 2014-01-21 | 2017-01-24 | Bruker Jv Israel Ltd. | Angle calibration for grazing-incidence X-ray fluorescence (GIXRF) |
| US9726624B2 (en) | 2014-06-18 | 2017-08-08 | Bruker Jv Israel Ltd. | Using multiple sources/detectors for high-throughput X-ray topography measurement |
| CN107305191B (zh) * | 2016-04-19 | 2020-02-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 测定催化剂中镁铝尖晶石相含量的粉末x射线衍射方法 |
| US10753869B2 (en) * | 2016-07-29 | 2020-08-25 | William Marsh Rice University | Lensless imaging device for microscopy and fingerprint biometric |
| US11275037B2 (en) * | 2018-12-07 | 2022-03-15 | General Electric Company | Alloy powder cleanliness inspection using computed tomography |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4991191A (en) * | 1990-02-05 | 1991-02-05 | The Regents Of The University Of Minnesota | Quantitative analysis of the active table ingredient by power x-ray diffractometry |
| JPH04372892A (ja) * | 1991-06-24 | 1992-12-25 | Shimadzu Corp | 放射線像撮像装置 |
| JPH1151881A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Hitachi Ltd | Ｘ線撮像装置及びｘ線撮像方法 |
| US6064717A (en) * | 1997-11-21 | 2000-05-16 | Rigaku/Usa, Inc. | Unrestricted motion apparatus and method for x-ray diffraction analysis |
| US6744850B2 (en) * | 2001-01-11 | 2004-06-01 | Therma-Wave, Inc. | X-ray reflectance measurement system with adjustable resolution |
-
2001
- 2001-11-13 JP JP2001347637A patent/JP2003149180A/ja active Pending
-
2002
- 2002-11-11 EP EP02025043A patent/EP1310786A3/en not_active Withdrawn
- 2002-11-12 US US10/291,427 patent/US6813338B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE102014207208A1 (de) | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Rigaku Corporation | Röntgen-Diffraktionsvorrichtung, Röntgen-Diffraktionsmessverfahren und Steuerprogramm |
| US9347895B2 (en) | 2013-04-17 | 2016-05-24 | Rigaku Corporation | X-RAY diffraction apparatus, X-RAY diffraction measuring method, and control program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1310786A2 (en) | 2003-05-14 |
| EP1310786A3 (en) | 2003-07-02 |
| US20030091147A1 (en) | 2003-05-15 |
| US6813338B2 (en) | 2004-11-02 |
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