JP2012154688A - 構造解析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象試料中に含まれる分析対象元素が極めて微量であっても、その分析対象元素の構造解析を従来よりも正確に行うことができる構造解析方法を提供する。
【解決手段】分析対象元素に関するＸ線吸収スペクトルを得るための標準試料と、測定対象試料に含まれる分析対象元素の０．１〜１０倍の分析対象元素をマトリックス中に含む２次試料とを用意する。次いで、標準試料のＸ線吸収スペクトル（標準スペクトル）と、２次試料のＸ線吸収スペクトル（２次スペクトル）とを比較することで、測定対象試料における分析対象元素に関連する蛍光Ｘ線のエネルギー範囲である関心領域を決定する。そして、その決定した関心領域に基づいて測定対象試料のＸ線吸収スペクトルである目的スペクトルを求める。
【選択図】図３

Description

本発明は、Ｘ線を用いた構造解析方法に関する。

Ｘ線を用いた分析方法の一つとして、測定対象試料に照射する照射Ｘ線のエネルギーを変化させ、その変化させたエネルギーに応じて得られるＸ線吸収スペクトルから測定対象試料に含まれる微量の分析対象元素の化学結合状態や電子の状態、局所的な構造解析を行うＸＡＦＳ（Ｘ線吸収微細構造：Ｘ−ｒａｙ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｆｉｎｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）法が知られている。そのうち、Ｘ線吸収スペクトルを得る手法として、Ｘ線の吸収に伴って測定対象試料から放出される蛍光Ｘ線の強度を測定する蛍光法が知られている（例えば、非特許文献１を参照）。

ここで、測定対象試料がマトリックス中に微量の分析対象元素を含むものであって、そのマトリックスを構成する元素と分析対象元素とで、放出される蛍光Ｘ線のエネルギーが近接している場合、マトリックスの元素のＸＡＦＳ測定結果に分析対象元素のＸＡＦＳ測定結果が埋もれてしまい、正確な分析対象元素の構造解析が難しい。

蛍光Ｘ線のエネルギーが互いに近接する２つの元素の蛍光Ｘ線を分離測定するためには、分解能に優れた波長分散型の検出器を利用することが考えられる。しかし、波長分散型検出器は測定感度が低いため、分析対象元素の正確な構造解析には向かない。そこで、分解能では波長分散型に劣るものの、検出感度では波長分散型より優れたエネルギー分散型の検出器を用いた手法が提案されている。

「Ｘ線吸収分光法 −ＸＡＦＳとその応用−」ｐ２２７−２３５ 太田俊明編 株式会社アイピーシー ２００２年６月２８日発行

従来手法をより詳細に説明すると、以下の工程α〜δを備える。

［工程α］
分析対象元素に関するＸ線吸収スペクトルを得るための標準試料を準備する。例えば、測定対象試料からマトリックスを除いたものを標準試料として利用できる。

［工程β］
測定対象試料と標準試料について、照射Ｘ線のエネルギーごとの蛍光Ｘ線スペクトルを求める。蛍光Ｘ線スペクトルは、蛍光Ｘ線のエネルギーと、そのエネルギーを持った蛍光Ｘ線の検出頻度（強度）と、の相関関係である。

［工程γ］
標準試料について求めた蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて、分析対象元素に関連する蛍光Ｘ線のエネルギーの範囲である関心領域を決定する。関心領域の決定は、コンピューターが自動で行っても良いし、作業者が行っても良い。

［工程δ］
図５は、工程δを模式的に示す図である。図５の上段に例示されるように、測定対象試料について求めた各蛍光Ｘ線スペクトルにおいて、工程γで決定した関心領域に対応する部分（図中の斜線部分）を切り出して、図５の下段に示すように、その切り出した部分の面積と照射Ｘ線のエネルギーとの対応関係で表されるＸ線吸収スペクトルを求める。

以上説明したように、関心領域の切り出しを行うことで、測定対象試料に微量含まれる分析対象元素の原子構造に関する情報を持ったＸ線吸収スペクトルを得ることができる。

しかし、上述した従来の手法であっても、測定対象試料に含まれる分析対象元素の含有量が小さくなるほど分析対象元素に関する正確なＸ線吸収スペクトルを得ることが難しく、測定対象試料における十分な分析対象元素の構造解析を行うことができないという問題がある。その代表例として、ＧａＮのマトリックス中にＭｇを極微量含有させたｐ型半導体を挙げることができる。Ｇａの蛍光Ｘ線のエネルギーとＭｇの蛍光Ｘ線のエネルギーとが互いに近接する上、ｐ型半導体におけるＭｇの含有量は、およそ１０^１９（Ｍｇの原子数／半導体の体積ｃｍ^３）オーダー以下という極めて微量な含有量である。このようなｐ型半導体において従来の手法を用いると、図５に示す関心領域の切り出しの際、下限側でＧａの測定結果にＭｇの測定結果が埋もれてしまい、Ｍｇに関する正確なＸ線吸収スペクトルを得ることができなくなってしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、測定対象試料中に含まれる分析対象元素が極めて微量であっても、その分析対象元素の構造解析を従来よりも正確に行うことができる構造解析方法を提供することにある。

本発明は、マトリックス中に微量の分析対象元素を含む測定対象試料に、Ｘ線のエネルギーを変化させながらＸ線を照射し、その照射Ｘ線のエネルギーに応じて測定対象試料から放出される蛍光Ｘ線をエネルギー分散型検出器で検出することで得られるＸ線吸収スペクトルから分析対象元素の原子構造に関する情報を解析する構造解析方法に関する。この本発明構造解析方法では、まず分析対象元素に関するＸ線吸収スペクトルを得るための標準試料と、測定対象試料に含まれる分析対象元素の０．１〜１０倍の分析対象元素をマトリックス中に含む２次試料とを用意する。次いで、これら標準試料と２次試料のＸ線吸収スペクトルを比較することで、測定対象試料における分析対象元素に関連する蛍光Ｘ線のエネルギー範囲である関心領域を決定する。そして、その決定した関心領域に基づいて測定対象試料のＸ線吸収スペクトルである目的スペクトルを求める。

本発明構造解析方法で測定する測定対象試料は、そのマトリックス中に含まれる元素と、測定対象となる分析対象元素とが、近接する蛍光Ｘ線のエネルギーを持つものであれば特に限定されない。例えば、ＧａＮからなるマトリックス中に、分析対象元素としてＭｇを極微量含有するｐ型半導体などを挙げることができる。一般的なｐ型半導体におけるＭｇの含有量は、およそ１０^１９（Ｍｇの原子数／半導体の体積ｃｍ^３）オーダー以下と極めて微量である。なお、Ｍｇが１０^２１オーダーであれば、従来方法でもかなり正確なＸ線吸収スペクトルを得ることができる。

上記本発明構造解析方法によれば、測定対象試料の大部分を占める元素の蛍光Ｘ線のエネルギーと、測定対象試料に極微量含まれる分析対象元素のエネルギーとが近接していても、分析対象元素に関するかなり正確なＸ線吸収スペクトル（目的スペクトル）を得ることができる。そのため、得られた目的スペクトルに基づいて、測定対象試料に極めて微量含まれる分析対象元素の構造解析を行うことができる。また、本発明の方法によれば、従来方法でも解析可能な程度の含有量の分析対象元素を含む測定対象試料に対して、従来方法よりも高精度に分析対象元素の解析を行うことができると考えられる。

以下、本発明の好ましい態様について詳細に説明する。

上記本発明構造解析方法は、以下の工程Ａ〜Ｇを備えることが好ましい。以下、各工程を詳細に説明する。

［工程Ａ］
工程Ａは、分析対象元素に関するＸ線吸収スペクトルを得るための標準試料を準備する工程である。より具体的には、標準試料は、分析対象元素もしくは分析対象元素の化合物を含むが、分析対象元素のＸ線吸収スペクトルに重複するＸ線吸収スペクトルを持つ阻害元素をほぼ含まないか、全く含まない試料である。標準試料に阻害元素が含まれる場合、その阻害元素の原子数は、分析対象元素の１％以下とする。そうすることで、阻害元素のＸ線吸収スペクトルが、分析対象元素に関する適切なＸ線吸収スペクトルの把握を妨げない。例えば、ＧａＮのマトリックス中に微量のＭｇを含むｐ型半導体が測定対象試料であれば、標準試料は、ＭｇもしくはＭｇ化合物（例えば、ＭｇＯなど）を含むものとする。そして、標準試料にＧａ（阻害元素）が含まれていたとしても、そのＧａの原子数は、Ｍｇの原子数の１％以下とする。ここで、標準試料には、分析対象元素のＸ線吸収スペクトルに重複しないＸ線吸収スペクトルを有する元素（非関心元素）を含んでいても良く、標準試料の大半が非関心元素で占められていても良い。

［工程Ｂ］
工程Ｂは、測定対象試料と同じマトリックス中に、測定対象試料に含まれる分析対象元素の０．１〜１０倍の分析対象元素を含む２次試料を準備する工程である。２次試料の調整は、測定対象試料中の分析対象元素の含有量を測定した上で行うと良い。測定対象試料に含まれる分析対象元素の量（原子数）は、測定対象試料を作製する際の原料の割合から計算で求めても良いし、実際に測定対象試料をＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：２次イオン質量分析法）により分析することで求めても良い。

［工程Ｃ］
工程Ｃは、標準試料についてＸ線吸収スペクトルを得る工程である。標準試料のＸ線吸収スペクトルは、後述する２次試料や測定対象試料と同様に蛍光法により得ても良いし、透過法や電子収量法により得ても良い。一般的なＸ線吸収スペクトルでは、横軸に照射Ｘ線のエネルギー、縦軸に測定方法に依存した任意量を設定するため、測定方法が異なればＸ線吸収スペクトルの縦軸の値も変化する。しかし、いずれの方法を選択しても、得られるＸ線吸収スペクトルの形状は近似している。

［工程Ｄ］
工程Ｄは、測定対象試料と２次試料について、照射Ｘ線のエネルギーごとの蛍光Ｘ線スペクトルを求める工程である。蛍光Ｘ線スペクトルは、既に説明したように、蛍光Ｘ線のエネルギーと、そのエネルギーを持った蛍光Ｘ線の検出頻度（強度）と、の相関関係である。

［工程Ｅ］
工程Ｅは、工程Ｄにおいて求めた２次試料に関する各蛍光Ｘ線スペクトルにおいて、暫定的に決定した関心領域に対応する部分を切り出して、その切り出した領域の面積と照射Ｘ線のエネルギーとの対応関係で表されるＸ線吸収スペクトルである２次スペクトルを求める工程である。工程Ｅではさらに、上記関心領域を徐々に狭め、その狭めた関心領域に対応する２次スペクトルを複数求めておく。

暫定的な分析対象元素に関連する蛍光Ｘ線のエネルギー範囲である関心領域は、分析対象元素に応じて適宜決定する。分析対象元素からは固有のエネルギーを有する蛍光Ｘ線が放出されるため、その固有のエネルギーを含む所定範囲を関心領域として定めれば良い。例えば、関心領域を１０００〜１３００ｅＶと定めた場合、まずその関心領域に対応する２次スペクトルを求める。そして、関心領域の上限または下限のいずれか一方を固定し、他方を一定値（例えば、１０ｅＶ）ずつ切り上げることで狭めていき、その狭めた関心領域に基づく２次スペクトルを求めることを繰り返す。関心領域を狭める際、上限と下限のうち、マトリックスの元素の測定結果に分析対象元素の測定結果が埋もれてしまうことが無い方を固定する。例えば、ＧａとＭｇを含む測定対象試料において、Ｍｇが分析対象元素となる場合、Ｍｇの蛍光Ｘ線のエネルギーがＧａの蛍光Ｘ線のエネルギーよりも高いため、関心領域の上限側でＭｇの測定結果にＧａの測定結果が埋もれてしまうことは無い。その場合、関心領域の上限を固定し、下限を切り上げていく。

［工程Ｆ］
工程Ｆは、工程Ｅで得られた複数の２次スペクトルのうち、工程Ｃで得られた標準スペクトルの形状に類似する形状を有する２次スペクトルを決定する工程である。この２次スペクトルの決定は、あくまで標準スペクトルと２次スペクトルの形状を比較することで行われる。従って、標準スペクトルが蛍光法で得られたものであっても、透過法や電子収量法で得られたものであっても、蛍光法で得られた２次スペクトルと比較することができる。また、工程Ｆがスペクトルの形状の類似性を比較する工程であるという観点から、２次試料におけるＭｇ含有量が測定対象試料よりも低かったとしても、その２次試料から得られる複数の２次スペクトルの中から標準スペクトルに類似するものを選抜することはできる。このような２次スペクトルの決定は、人為的に行っても良いし、コンピューターが自動で行っても良い。

工程Ｆで決定した２次スペクトルは、工程Ｆで選抜から漏れた２次スペクトルよりも、標準試料の標準スペクトルの形状に近い形状を有するスペクトルである。つまり、工程Ｆで決定した２次スペクトルの関心領域の設定は、マトリックスが大量に存在する状態であっても、そのマトリックスの影響を極力排除した分析対象元素に関するＸ線吸収スペクトルを得ることができる関心領域の設定であるといえる。そこで、工程Ｆで決定した２次スペクトルを利用して次の工程Ｇを行う。

［工程Ｇ］
工程Ｇは、工程Ｄにおいて求めた測定対象試料に関する各蛍光Ｘ線スペクトルにおいて、工程Ｆで決定した２次スペクトルの関心領域と同一の関心領域に対応する部分を切り出して、その切り出し部分の面積と、照射Ｘ線のエネルギーとの対応関係で表されるＸ線吸収スペクトルである目的スペクトルを求める工程である。上述したように、工程Ｆで決定した２次スペクトルの関心領域は、マトリックスの影響を極力排除できる関心領域である。従って、工程Ｇで求めた目的スペクトルは、マトリックス中に極めて微量含まれる分析対象元素の原子構造に関する情報を正確に得ることができるＸ線吸収スペクトルであるといえる。

以上説明した本発明構造解析方法の一形態として、工程Ｅの２次スペクトルおよび工程Ｇの目的スペクトルは、差分スペクトルから求めても良い。差分スペクトルとは、照射Ｘ線の各エネルギーに応じた蛍光Ｘ線スペクトルから、照射Ｘ線のエネルギーが特定値のときの蛍光Ｘ線スペクトルを引いたものである。例えば、特定値を１２９０ｅＶに設定した場合、照射Ｘ線のエネルギーが１２９１，１２９２，１２９３…ｅＶのときの各蛍光Ｘ線スペクトルから１２９０ｅＶの蛍光Ｘ線スペクトルを引いた複数の差分スペクトルを求め、これら差分スペクトルにおいて関心領域の切り出しを行って、２次スペクトルや目的スペクトルを作成する。

本発明構造解析方法によれば、測定対象試料に極めて微量含まれる分析対象元素の構造解析を行うことができる。

本発明構造解析方法において、標準試料の測定結果から標準スペクトルを求める手順を模式的に示す説明図である。 本発明構造解析方法において、２次試料の測定結果から２次スペクトルを求める手順を模式的に示す説明図である。 標準試料のＸ線吸収スペクトルと、関心領域を変化させたときの測定対象試料のＸ線吸収スペクトルとを対比する説明図である。 差分スペクトルの求め方を示す説明図である。 従来の構造解析方法において、測定対象試料の測定結果から測定対象試料のＸ線吸収スペクトルを求める手順を模式的に示す説明図である。

＜実施例＞
以下、本発明構造解析方法を用いてｐ型半導体におけるＭｇのＸ線吸収スペクトルを求める手法を図１〜３に基づいて説明する。この構造解析方法は、作製したｐ型半導体におけるＭｇの状態を解析することで、より品質に優れるｐ型半導体を作製する参考とするために行うものである。

測定対象試料であるｐ型半導体は、ＧａＮからなるマトリックス中に、微量のＭｇ（分析対象元素）が分散されたものである。ＧａとＭｇは、吸収する照射Ｘ線のエネルギーも近接するし、放射される蛍光Ｘ線のエネルギーも近接する点で、従来の手法では分析困難な組み合わせといえる。

ｐ型半導体中のＭｇ含有量は３×１０^１９（Ｍｇの原子数／半導体の体積ｃｍ^３）である。Ｍｇ含有量は、ｐ型半導体の作製の際に使用した材料比から予想したものである。なお、Ｍｇ含有量は、ＳＩＭＳで実測しても良い。

上記ｐ型半導体に対して、以下の工程Ａ〜Ｇを行い、ｐ型半導体におけるＭｇのＸ線吸収スペクトル（目的スペクトル）を求める。

［工程Ａ］
まず、標準試料として、ｐ型半導体の分析対象元素であるＭｇの化合物であるＭｇＯの粉体（薄板でも良い）を準備した。標準試料の準備量は、特に限定されない。なお、標準試料は、Ｍｇに関する適切なＸ線吸収スペクトルを得ることを妨げる量のＧａを含まないＭｇ化合物であれば何でも良い。具体的には、標準試料におけるＧａの原子数が、Ｍｇの原子数の１％以下であれば良い。実質的にＭｇ化合物からなるものが標準試料として好ましい。

［工程Ｂ］
２次試料として、ＧａＮとＭｇＯとの粉体混合物を準備した。この２次試料におけるＭｇの含有量は、１．２６×１０^２０（Ｍｇ原子数／粉体混合体の体積ｃｍ^３）とした。２次試料におけるＭｇ含有量は、ｐ型半導体におけるＭｇ含有量の０．１〜１０倍の範囲である。下限値を下回ると、２次試料から適切なスペクトルを得るために必要な時間が長くなってしまう。また、上限値を超えると、２次試料から得られるスペクトルを用いて適切な関心領域を設定することが難しくなる。いずれにせよ、２次試料を準備した意味がなくなる恐れがある。２次試料における好ましいＭｇ含有量は、ｐ型半導体におけるＭｇ含有量の０．８〜１．２倍、より好ましくは同程度である。

［工程Ｃ］
本例では、標準試料について蛍光法によりＸ線吸収スペクトルを求めた。具体的には、まず標準試料に、Ｘ線のエネルギーを変化させながらＸ線を照射した。標準試料からはＸ線のエネルギーに対応した蛍光Ｘ線が放出されるので、その蛍光Ｘ線を、エネルギー分散型検出器で検出した。検出器は、蛍光Ｘ線の検出頻度（強度）も計測する。

次いで、得られた検出結果から、照射Ｘ線のエネルギーごとの蛍光Ｘ線スペクトルを求めた（図１の上段を参照）。蛍光Ｘ線スペクトルとしては、例えば、横軸に蛍光Ｘ線のエネルギーを、縦軸に蛍光Ｘ線の検出頻度を設定したものを挙げることができる。

そして、複数の蛍光Ｘ線スペクトルから、特にＭｇに関連すると考えられる領域（関心領域）を切り出して、標準試料に関するＸ線吸収スペクトル（標準スペクトル）を得る。この段階における関心領域は、任意に決定すると良い。本実施形態では、分析対象元素はＭｇであって、その場合、およそ１２００〜１３００ｅＶの範囲を関心領域とすることが一般的である。なお、本実施形態で使用した検出器では、蛍光Ｘ線のエネルギーを無次元のｃｈａｎｎｅｌ数で記憶しており、上述した関心領域は図１中の４５０〜６００ｃｈａｎｎｅｌに相当する。

複数の蛍光Ｘ線スペクトルから標準スペクトルを得る手法を図１に基づいて説明する。まず、図１の上段に例示する標準試料の各蛍光Ｘ線スペクトルについて４５０〜６００ｃｈａｎｎｅｌに対応する部分の面積（斜線部）を算出した。そして、図１下段に示すように、横軸を照射Ｘ線のエネルギー（ｅＶ）、縦軸を４５０〜６００ｃｈａｎｎｅｌに対応する部分の面積（蛍光収量：Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｙｉｅｌｄ）とした標準試料の標準スペクトルを作成した。

［工程Ｄ］
次いで、測定対象試料と２次試料について、標準試料と同様に蛍光法により測定データを取得し、その測定データに基づいて測定対象試料と２次試料の蛍光Ｘ線スペクトルを得た。

［工程Ｅ］
工程Ｄで求めた２次試料に関する複数の蛍光Ｘ線スペクトルから、工程Ｃで暫定的に定めた関心領域を用いて２次試料のＸ線吸収スペクトル（２次スペクトル）を求めた。具体的には、まず、図２上段に例示する２次試料の各蛍光Ｘ線スペクトルについて４５０〜６００ｃｈａｎｎｅｌに相当する部分の面積（斜線部）を算出した。そして、図２下段に示すように、横軸を照射Ｘ線のエネルギー（ｅＶ）、縦軸を４５０〜６００ｃｈａｎｎｅｌに対応する部分の面積（蛍光収量）とした２次試料の２次スペクトルを作成した。さらに、この工程Ｅでは、図２上段の白抜き矢印に示すように、ｃｈａｎｎｅｌ数を切り上げることで関心領域を狭めていき、その狭めた関心領域に応じた２次スペクトルを作成した。関心領域の下限値は、４５０，４６０，４７０，４８０，４９０，５００ｃｈａｎｎｅｌの６つ、上限値は６００ｃｈａｎｎｅｌに固定した。つまり、作成した２次スペクトルは全部で６つである。

［工程Ｆ］
次に、工程Ｅで得た６つの２次スペクトルと、工程Ｃで得た標準スペクトルとを比較し、６つの２次スペクトルのなかから最も標準スペクトルに類似する形状のものを決定した。標準スペクトルと、関心領域の下限値が４５０，４７０，５００ｃｈａｎｎｅｌである３つの２次スペクトルとの比較状態を図３に示す。この図３から明らかなように、５００ｃｈａｎｎｅｌを下限値とする２次スペクトルが、最も標準スペクトルの形状を類似するスペクトルであることがわかった。特に、標準スペクトルにおける１３００〜１３１０ｅＶにかけての傾斜や、１３１０ｅＶ付近の谷の状態を、５００ｃｈａｎｎｅｌを下限値とする２次スペクトルが良く再現していることがわかる。

上記決定は自動で行っても良いし、人為的に行っても良い。自動で行う場合、例えば、標準スペクトルにおいて標準スペクトルの形状を決定する何点かの特徴点を設定しておき、その特徴点に対する２次スペクトルのズレの合計が所定値以下となった２次スペクトルを標準スペクトルに類似する２次スペクトルとすると良い。この決定方法で複数の２次スペクトルが選択された場合、関心領域が最も大きいものを選択するなどすれば良い。

なお、２次試料のＭｇ含有量が測定対象試料の１０倍超であると、得られる６つの２次スペクトルの間にあまり形状の変化が認められなくなる。その結果、工程Ｆで標準スペクトルの形状に類似する形状を有する２次スペクトルを選択することが困難になる恐れがある。

［工程Ｇ］
最後に、工程Ｆで決定した２次スペクトルの関心領域を、測定対象試料の関心領域として設定し、測定対象試料であるｐ型半導体のＸ線吸収スペクトル（目的スペクトル）を作成する。目的スペクトルの作成手順は、図２を参照した工程Ｅの２次スペクトルの作成と同様である。

以上説明した工程を経て得られた目的スペクトルは、ｐ型半導体におけるＭｇの原子構造に関する情報を得ることに好適なＸ線吸収スペクトルであると考えられる。その理由は、工程Ｆを経て決定された関心領域の設定範囲が、マトリックスの影響を極力排除することができる設定範囲であるからである。

＜変形例＞
上記実施例において、２次スペクトルと目的スペクトルの作成の際に、差分スペクトルを用いても良い。差分スペクトルを用いることで実施例の手法よりも優れたＭｇの原子構造に関する情報を得ることができる目的スペクトルを得られる可能性がある。以下、図４を参照して、差分スペクトルの作成方法の一例を説明する。

図４の下段には、点線で示される１２９０ｅＶの照射Ｘ線に対する蛍光Ｘ線スペクトルと、実線で示される１３２０ｅＶの照射Ｘ線に対する蛍光Ｘ線スペクトルが示されている。そして、図４の上段には、後者の蛍光Ｘ線スペクトルから前者の蛍光Ｘ線スペクトルを引いた差分スペクトルが示されている。

実際に差分スペクトルから２次スペクトルや目的スペクトルを作成する際は、例えば照射Ｘ線が１２９０ｅＶのときの蛍光Ｘ線スペクトルを基準スペクトルとし、他のエネルギー値の蛍光Ｘ線スペクトルから基準スペクトルを引いた複数の差分スペクトルを作成する。そして、これら差分スペクトルにおいて関心領域に対応する部分の切り出しを行って、２次スペクトルや目的スペクトルを作成する。差分スペクトルにおいても、関心領域に対応する部分の面積を２次スペクトルや目的スペクトルの蛍光収量として扱うと良い。

ここで、差分スペクトルを用いる場合は、適宜な補正を行うことが好ましい。補正としては、例えば、照射Ｘ線強度変動の補正を行うことが考えられる。

なお、本発明の実施形態は、上述した実施形態に限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは言うまでもない。

本発明構造解析方法は、測定対象試料のマトリックスに極微量含有される分析対象元素の原子構造の同定に好適に利用可能である。

Claims (5)

1. マトリックス中に微量の分析対象元素を含む測定対象試料に、Ｘ線のエネルギーを変化させながらＸ線を照射し、その照射Ｘ線のエネルギーに応じて測定対象試料から放出される蛍光Ｘ線をエネルギー分散型検出器で検出することで得られるＸ線吸収スペクトルから前記分析対象元素の原子構造に関する情報を解析する構造解析方法であって、
   前記分析対象元素に関するＸ線吸収スペクトルを得るための標準試料と、前記測定対象試料に含まれる分析対象元素の０．１〜１０倍の分析対象元素を前記マトリックス中に含む２次試料と、を用意し、
   これら標準試料と２次試料のＸ線吸収スペクトルを比較することで、前記測定対象試料における分析対象元素に関連する蛍光Ｘ線のエネルギー範囲である関心領域を決定し、
   その決定した関心領域に基づいて前記測定対象試料のＸ線吸収スペクトルである目的スペクトルを求めることを特徴とする構造解析方法。
2. 前記標準試料を準備する工程Ａと、
   前記２次試料を準備する工程Ｂと、
   前記標準試料についてＸ線吸収スペクトルである標準スペクトルを求める工程Ｃと、
   照射Ｘ線のエネルギーに対応した前記２次試料および測定対象試料に関する複数の蛍光Ｘ線スペクトルを求める工程Ｄと、
   工程Ｄにおいて求めた２次試料に関する各蛍光Ｘ線スペクトルにおいて、暫定的に決定した関心領域に対応する部分を切り出して、その切り出した領域の面積と照射Ｘ線のエネルギーとの対応関係で表されるＸ線吸収スペクトルである２次スペクトルを求めることを、前記関心領域を徐々に狭めながら繰り返す工程Ｅと、
   工程Ｅで得られた複数の２次スペクトルのうち、工程Ｃで得られた標準スペクトルの形状に類似する形状を有する２次スペクトルを決定する工程Ｆと、
   工程Ｄにおいて求めた測定対象試料に関する各蛍光Ｘ線スペクトルにおいて、工程Ｆで決定した２次スペクトルの関心領域と同一の関心領域に対応する部分を切り出して、その切り出し部分の面積と、照射Ｘ線のエネルギーとの対応関係で表される目的スペクトルを求める工程Ｇと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の構造解析方法。
3. 前記分析対象元素がＭｇであり、かつ、
   前記測定対象試料のマトリックスにＧａが含まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の構造解析方法。
4. 前記測定対象試料のマトリックスに含まれるＭｇは、１０^１９（原子数／ｃｍ^３）オーダー以下であることを特徴とする請求項３に記載の構造解析方法。
5. 前記２次スペクトルおよび目的スペクトルは、照射Ｘ線の各エネルギーに応じた蛍光Ｘ線スペクトルから、照射Ｘ線のエネルギーが特定値のときの蛍光Ｘ線スペクトルを引いた差分スペクトルから得ることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の構造解析方法。

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