JP2012167985A - X線・中性子線イメージングの方法及び装置 - Google Patents
X線・中性子線イメージングの方法及び装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明では、微小ビームを作製してXYスキャンを行う方法によらず、通常のX線反射率法および中性子反射率法において用いられるものと同じサイズのビームを用い、数学的な画像再構成のアルゴリズムによって、表面や界面、特定深さ位置における2次元の電子密度分布および核散乱長密度分布の画像が得られる装置を開発した。
【選択図】図2
Description
不均一な試料では、同じ角度で入射したX線・中性子に対する反射率が、試料の地点ごとに異なっている。その違いを画像データとして得ることが本願発明技術の目的である。円盤状の試料を仮定し、円盤の中心を原点とする座標を描き、任意の点(x, y) における反射率がR(x,y) であるとするとき、本願発明技術は、(x,y) の地点を1点ずつ微小ビームで調べることにより R(x,y)の画像を得るのではなく、大きな面積を照射しつつも、最終的に同等のR(x,y)の画像を得ようとするものである。
のように書ける。
である。位置分解能のあるX線検出器により反射強度の場所依存性を測定する、すなわち、Xの関数として反射強度のプロファイルを測定することにすると、得られるデータは
のように表現される。角度θを0度から180度まで少しずつ変化させながら、このような1次元プロファイルを収集する。
であれば、よく知られたフィルター補正逆投影法により
のようにして画像再構成を行うことができる。ここで、q(X,θ)は、実験的に得られたP(X,θ)に対し、フィルター関数をコンボリューションして得られる補正データである。フィルター関数としては、例えば、Ramachandran 関数などが用いられる。
X線と中性子では、反射率の測定に用いることのできるビームの強度や大きさが異なり、また利用可能な位置敏感型の検出器のタイプも異なるが、この発明では、X線反射率の場合も、中性子反射率の場合も、同じ原理により画像化を行うことができる。中性子反射率の通常の測定に用いているのと同じ程度のサイズの中性子をそのまま用い、通常用いられるHe3検出器の代わりに、中性子イメージングプレートを置いて、反射中性子のスポット内部の1次元プロファイルを測定すればよい。
2 試料
3 位置敏感型検出器
4 面内回転ステージ
5 単色X線源又は単色中性子源
6 入射スリット
7 θ回転ステージ
8 2θ回転ステージ
9 ソーラースリット
Claims (12)
- 物質の特定深さの電子密度について面内の不均一分布をX線反射率法により取得し画像化する方法であって、一方向に長く他方向には短い線状の単色X線ビームの全反射現象に伴い観測される反射スポット内部に観測されるX線強度プロファイルデータを多数取得し、それらを用いた数値演算による再構成を行うことを特徴とする、物質の特定深さの電子密度について面内の不均一分布を画像化する方法。
- 物質の特定深さの核散乱長子密度について面内の不均一分布を中性子反射率法により取得し画像化する方法であって、一方向に長く他方向には短い線状の単色中性子線ビームの全反射現象に伴い観測される反射スポット内部に観測される中性子強度プロファイルデータを多数取得し、それらを用いた数値演算による再構成を行うことを特徴とする、物質の特定深さの核散乱長密度について面内の不均一分布を画像化する方法。
- 請求項1または2の方法であって、薄膜・多層膜の表面または特定層の密度の面内の不均一分布を画像化する方法。
- 請求項1または2の方法であって、薄膜・多層膜の特定層の膜厚の面内の不均一分布を画像化する方法。
- 請求項1または2の方法であって、薄膜・多層膜の表面または特定界面のラフネスの不均一分布を画像化する方法。
- 請求項1または2の方法であって、試料を面内回転させ、各角度における1次元の強度プロファイルを多数収集し、投影切断面定理の数式を用いて画像再構成する方法。
- 物質の特定深さの電子密度について面内の不均一分布をX線反射率法により取得し画像化する装置であって、
一方向に長く他方向には短い線状の単色X線ビームを供給するX線源およびモノクロメータ、
試料上で全反射現象を生じさせ、その反射率を測定することを可能とするためのθ/2θゴニオメータおよびスリットおよび付属調整機構、
試料を面内回転させる回転ステージ、
反射スポット内部の強度プロファイルを測定することのできる位置敏感型X線検出器、
及び、
記録・集積された強度プロファイルを用いて画像再構成演算を行う演算装置
により構成されることを特徴とする、物質の特定深さの電子密度について面内の不均一分布を画像化する装置。 - 物質の特定深さの核散乱長密度について面内の不均一分布を中性子反射率法により取得し画像化する装置であって、
一方向に長く他方向には短い線状の単色中性子ビームを供給する中性子源およびモノクロメータ、
試料上で全反射現象を生じさせ、その反射率を測定することを可能とするためのθ/2θゴニオメータおよびスリットおよび付属調整機構、
試料を面内回転させる回転ステージ、
反射スポット内部の強度プロファイルを測定することのできる位置敏感型中性子検出器、
及び、
記録・集積された強度プロファイルを用いて画像再構成演算を行う演算装置
により構成されることを特徴とする、物質の特定深さの核散乱長密度について面内の不均一分布を画像化する装置。 - 請求項7または8の装置であって、読み取り装置内蔵型イメージングプレートを検出器として用いる装置。
- 請求項7または8の装置であって、薄膜・多層膜の表面または特定層の密度の面内の不均一分布を画像化する装置。
- 請求項7または8の装置であって、薄膜・多層膜の特定層の膜厚の面内の不均一分布を画像化する装置。
- 請求項7または8の装置であって、薄膜・多層膜の表面または特定界面のラフネスの不均一分布を画像化する装置。
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