JP4253805B2 - X-ray fluorescence analyzer and method - Google Patents
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Description
本発明は、Ｘ線源から発生する１次Ｘ線が照射された試料から発生する蛍光Ｘ線を多層膜分光素子で分光する蛍光Ｘ線分析装置において、高次の回折Ｘ線とエスケープピークの発生を抑制することができる装置に関するものである。 The present invention relates to a high-order diffracted X-ray and an escape peak in a fluorescent X-ray analyzer that separates a fluorescent X-ray generated from a sample irradiated with a primary X-ray generated from an X-ray source with a multilayer film spectroscopic element. The present invention relates to an apparatus that can suppress the occurrence.
Ｘ線源から発生する１次Ｘ線が照射された試料から発生する蛍光Ｘ線を分光素子で分光すると、１次の回折Ｘ線のみならず２次、３次、４次・・・と高次の回折Ｘ線が分光素子により回折され、その高次の回折Ｘ線や高次の回折Ｘ線によるエスケープピークが分析対象元素の分析線である蛍光Ｘ線と重なり、分離することができず、定性分析や定量分析が困難な場合がある。 When fluorescent X-rays generated from a sample irradiated with primary X-rays generated from an X-ray source are dispersed with a spectroscopic element , they are not only primary diffracted X-rays but also secondary, third, fourth, and so on. The next diffracted X-ray is diffracted by the spectroscopic element, and the higher-order diffracted X-ray and the escape peak due to the higher-order diffracted X-ray overlap with the fluorescent X-ray that is the analysis line of the element to be analyzed and cannot be separated. Qualitative analysis and quantitative analysis may be difficult.
エスケープピークとは、例えば、Ｘ線検出器がアルゴン（Ａｒ）ガスを１０％含有するＰ−１０ガスを検出用ガスとして使用する比例計数管であれば、Ａｒ−Ｋα吸収端エネルギ（３．２０ｋｅＶ）よりもエネルギの大きい蛍光Ｘ線が入射された場合に発生し得るもので、その蛍光Ｘ線のエネルギからＡｒ−Ｋα線のエネルギ（２．９６ｋｅＶ）を差し引いたピークをいう。例えば、Ｘ線検出器にＣａ−Ｋβ１線の４．０１ｋｅＶの蛍光Ｘ線エネルギが入射すると、Ｃａ−Ｋβ１線のエスケープピークは、４．０１−２．９６＝１．０５ｋｅＶである。また、高次の回折Ｘ線がＸ線検出器である前記の比例計数管に入射した場合にもエスケープピークは発生する。 The escape peak is, for example, an Ar-Kα absorption edge energy (3.20 keV) if the X-ray detector is a proportional counter that uses P-10 gas containing 10% argon (Ar) gas as a detection gas. ) And a peak obtained by subtracting the Ar-Kα ray energy (2.96 keV) from the fluorescence X-ray energy. For example, the fluorescent X-ray energy of 4.01keV of Ca-Kβ 1 line in the X-ray detector is incident, escape peaks of Ca-Kβ 1 line is 4.01-2.96 = 1.05keV. An escape peak also occurs when higher-order diffracted X-rays enter the proportional counter, which is an X-ray detector.
このような場合に、多層膜分光素子と全反射ミラーを用いて高次の回折Ｘ線を抑制する方法がある（特許文献１参照）。また、偶数次数の回折Ｘ線を抑制する多層膜分光素子と奇数次数の回折Ｘ線を抑制する多層膜分光素子の２個の多層膜分光素子を用いて高次の回折Ｘ線を抑制する装置がある（特許文献２参照）。
しかし、このような蛍光Ｘ線分析方法や装置では、多層膜分光素子と全反射ミラーや複数の多層膜分光素子を用いているので、装置の光学系が複雑で光路長も長く光学系の反射効率が低くなり、１次の回折Ｘ線の強度は低下する。 However, in such a fluorescent X-ray analysis method and apparatus, since the multilayer spectroscopic element, the total reflection mirror, and a plurality of multilayer spectroscopic elements are used, the optical system of the apparatus is complicated, the optical path length is long, and the reflection of the optical system The efficiency is lowered and the intensity of the first-order diffracted X-ray is reduced.
そこで本発明では、１枚の結晶を用いて１次の回折Ｘ線の強度を損失させずに高次の回折Ｘ線や高次の回折Ｘ線によるエスケープピークの発生を抑制し、定性分析や定量分析を正確に精度よく行うことができる蛍光Ｘ線分析装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, the generation of high-order diffracted X-rays and escape peaks due to high-order diffracted X-rays is suppressed without losing the intensity of the first-order diffracted X-rays using a single crystal, and qualitative analysis or An object of the present invention is to provide a fluorescent X-ray analyzer capable of performing quantitative analysis accurately and accurately.
前記目的を達成するために、本発明の構成にかかる蛍光Ｘ線分析装置は、試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、反射層とスペーサ層からなる層対を多数積層して構成され、試料から発生した蛍光Ｘ線を分光する多層膜分光素子と、その多層膜分光素子で分光された蛍光Ｘ線の強度を測定する検出器とを備える蛍光Ｘ線分析装置において、前記多層膜分光素子の周期長が１〜２ナノメータ（ｎｍ）であり、その周期長に対し前記反射層とスペーサ層の境界面のラフネスが前記周期長の２０％以上で構成されている。 In order to achieve the above object, an X-ray fluorescence analyzer according to the configuration of the present invention is configured by laminating a number of layer pairs composed of an X-ray source for irradiating a sample with primary X-rays, a reflective layer and a spacer layer. In the fluorescent X-ray analysis apparatus, comprising the multilayer film spectroscopic element that separates the fluorescent X-rays generated from the sample, and a detector that measures the intensity of the fluorescent X-ray dispersed by the multilayer film spectroscopic element, the multilayer film The periodic length of the spectroscopic element is 1 to 2 nanometers (nm), and the roughness of the boundary surface between the reflective layer and the spacer layer is 20% or more of the periodic length.
本発明の構成にかかる装置によれば、多層膜分光素子の周期長が１〜２ｎｍであり、その周期長に対し前記反射層とスペーサ層の境界面のラフネスが前記周期長の２０％以上で構成されているので、３次の回折Ｘ線強度が１次の回折Ｘ線強度の５％以下になり、高次の回折Ｘ線や高次の回折Ｘ線によるエスケープピークの発生を抑制し、分析対象元素の分析線である蛍光Ｘ線と重なるスペクトルが発生せず、定性分析や定量分析を正確に精度よく行うことができる。ここで、前記周期長に対し前記反射層とスペーサ層の境界面のラフネスを前記周期長の４０％以下とすることが好ましく、前記多層膜分光素子の反射層がタングステンからなり、スペーサ層が炭化ホウ素からなるようにすることがより好ましい。 According to the apparatus of the configuration of the present invention, the multilayer spectral element has a period length of 1 to 2 nm, and the roughness of the boundary surface between the reflective layer and the spacer layer is 20% or more of the period length with respect to the period length. Because it is configured, the third-order diffracted X-ray intensity is 5% or less of the first-order diffracted X-ray intensity, suppressing the occurrence of escape peaks due to higher-order diffracted X-rays and higher-order diffracted X-rays, A spectrum overlapping with the fluorescent X-ray that is the analysis line of the analysis target element does not occur, and qualitative analysis and quantitative analysis can be performed accurately and accurately. Here, the roughness of the boundary surface between the reflective layer and the spacer layer with respect to the periodic length is preferably 40% or less of the periodic length, the reflective layer of the multilayer spectral element is made of tungsten, and the spacer layer is carbonized. More preferably, it is made of boron.
以下、本発明の第１実施形態の蛍光Ｘ線分析装置について図１にしたがって説明する。試料Ｓに１次Ｘ線２を照射するＸ線管などのＸ線源１と、反射層とスペーサ層からなる層対を多数積層して構成され、その周期長ｄが１.５ｎｍであり、周期長ｄに対し反射層とスペーサ層の境界面のラフネスσが０．４５ｎｍであって試料Ｓから発生した蛍光Ｘ線４を分光する多層膜分光素子３と、多層膜分光素子３で分光された蛍光Ｘ線４の強度を測定する検出器５とを備える蛍光Ｘ線分析装置１０である。
The X-ray fluorescence analyzer according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The sample S is configured by laminating a large number of layer pairs composed of an
多層膜分光素子３は、図２に示すように、反射層３１にタングステン（Ｗ）を、スペーサ層３２に炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）を使用し、反射層３１とスペーサ層３２の膜厚比は１：１に構成されている。多層膜分光素子３の一層対を拡大した図である図３に示すように反射層３１とスペーサ層３２で構成される境界面３４のラフネスσが０．４５ｎｍであり、周期長ｄが１．５ｎｍである層対３５を、図２に示すようにシリコンウエハである基板７上に、イオンビームスパッタ成膜法により１５０層対３００層積層して構成されている。すなわち、境界面３４のラフネスσは周期長ｄに対し３０％に構成されている。
As shown in FIG. 2, the multilayer
多層膜分光素子によって回折される１次の回折Ｘ線強度と２次の回折Ｘ線強度、３次の回折Ｘ線強度などの高次の回折Ｘ線強度を測定した結果を図４に示す。図４は回折Ｘ線の次数を横軸に、１次の回折Ｘ線強度と高次の回折Ｘ線強度との相対強度を縦軸にして表した回折Ｘ線の相対強度曲線であり、境界面３４のラフネスσを０．４５ｎｍに、周期長ｄを１．５ｎｍに構成し、ラフネスσを周期長ｄの３０％に構成した多層膜分光素子の強度曲線４１および境界面３４のラフネスσを０．３ｎｍに、周期長ｄを１．５ｎｍに構成し、ラフネスσを周期長ｄの２０％に構成した多層膜分光素子の強度曲線４２を示している。強度曲線４１、４２の多層膜分光素子は、ともに反射層とスペーサ層の膜厚比は１：１であり、３００層積層されている。
FIG. 4 shows the results of measuring higher-order diffraction X-ray intensities such as first-order diffraction X-ray intensity, second-order diffraction X-ray intensity, and third-order diffraction X-ray intensity diffracted by the multilayer spectroscopic element. FIG. 4 is a relative intensity curve of the diffracted X-ray expressed with the order of the diffracted X-ray as the horizontal axis and the relative intensity between the first-order diffracted X-ray intensity and the higher-order diffracted X-ray intensity as the vertical axis. The
図４の測定結果によると、境界面３４のラフネスσを周期長ｄに対し３０％に構成した第１実施形態の多層膜分光素子は、２次の回折Ｘ線強度は７％であり、３次の回折Ｘ線強度は０．１％以下になっている。境界面３４のラフネスσを周期長ｄに対し２０％に構成した多層膜分光素子の場合には、２次の回折Ｘ線強度は１次の回折Ｘ線強度に対し３０％であり、３次の回折Ｘ線は５％以下の強度になっている。この測定結果によれば、高次の回折Ｘ線を抑制するためには、境界面３４のラフネスσは周期長ｄに対する比率は２０％以上にすべきであることが分かる。境界面３４のラフネスσ値を大きくして、周期長ｄに対する比率をあまり大きくすると１次の回折Ｘ線強度も低下することになる。そのため、境界面３４のラフネスσを周期長ｄの４０％以下にすることが好ましい。
According to the measurement result of FIG. 4, the multilayer spectroscopic element of the first embodiment in which the roughness σ of the
第１実施形態では、周期長ｄを１．５ｎｍに構成したが、多層膜分光素子の回折Ｘ線強度を充分得るとともに周期長ｄに対するラフネスσの比率を２０〜４０％にするためには、周期長ｄは１〜２ｎｍであることが好ましい。従来の多層膜分光素子では、周期長ｄは７〜１５ｎｍであり、境界面３４のラフネスσは０．３ｎｍ程度のものが多く、周期長ｄに対するラフネスσの比率は２〜４％程度である。周期長ｄが１５ｎｍであり、境界面３４のラフネスσが０．３ｎｍである従来の多層膜分光素子の強度曲線４３を図４に示しているが、２次の回折Ｘ線の相対強度は１次の回折Ｘ線強度の約９０％であり、３次の回折Ｘ線の相対強度は約７０％になっており、高次の回折Ｘ線の発生が抑制されていない。
In the first embodiment, the period length d is configured to 1.5 nm, but in order to obtain sufficient diffraction X-ray intensity of the multilayer spectral element and to set the ratio of roughness σ to the period length d to 20 to 40%, The period length d is preferably 1 to 2 nm. In conventional multilayer spectroscopic elements, the periodic length d is 7 to 15 nm, the roughness σ of the
前記したように第１実施形態である蛍光Ｘ線分析装置１０では、Ｘ線源１から１次Ｘ線２が照射された試料Ｓから発生する蛍光Ｘ線４を分光する多層膜分光素子３において、図４の強度曲線４１が示すように高次の回折Ｘ線の発生が充分に抑制されているので、高次の回折Ｘ線によるエスケープピークの発生も抑制され、分析対象元素の分析線である蛍光Ｘ線と重なるスペクトルが発生せず、分析を正確に精度よく行うことができる。
As described above, in the
第１実施形態では、反射層がタングステン、スペーサ層が炭化ホウ素であり、その膜厚比が１：１であり、３００層をイオンビームスパッタ法で積層した多層膜分光素子であったが、この構成に限られるものでなく反射層をモリブデン、ランタン、ニッケルなど、スペーサ層を炭素などで構成し、膜厚比を１：２や１：３にして、１００〜４００層に積層するなど適宜構成することができる。 In the first embodiment, the reflective layer is tungsten, the spacer layer is boron carbide, the film thickness ratio is 1: 1, and the multilayer spectroscopic element is formed by stacking 300 layers by ion beam sputtering. Not limited to the configuration, the reflective layer is made of molybdenum, lanthanum, nickel, etc., the spacer layer is made of carbon, etc., and the film thickness ratio is 1: 2 or 1: 3, and the layers are laminated in 100 to 400 layers. can do.
次に、第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置について説明する。まず、この装置の構成について、図５にしたがって説明する。試料Ｓに１次Ｘ線２を照射するＸ線源１と、反射層とスペーサ層からなる層対を多数積層して構成され、試料Ｓから発生した蛍光Ｘ線４を分光する多層膜分光素子３と、多層膜分光素子３で分光された２次Ｘ線４の強度を測定する検出器５と、検出器５に入射する蛍光Ｘ線４の波長が変化するように、多層膜分光素子３と検出器５を連動させる連動手段７、すなわちいわゆるゴニオメータと、定性分析手段１３と、定量分析手段１４と、半定量分析手段１５と、分析条件や分析結果を表示する表示手段１６とを備える蛍光Ｘ線分析装置２０である。多層膜分光素子３は前記第１の実施形態と同一のもので構成されている。
Next, a fluorescent X-ray analyzer according to the second embodiment will be described. First, the configuration of this apparatus will be described with reference to FIG. Multilayer film spectroscopic element that is configured by laminating a number of layer pairs composed of a reflective layer and a spacer layer and radiating
蛍光Ｘ線４がある入射角θで多層膜分光素子３に入射すると、その蛍光Ｘ線４の延長線９と多層膜分光素子３で分光された蛍光Ｘ線６は入射角θの２倍の分光角２θをなすが、連動手段７すなわちゴニオメータは、分光角２θを変化させて分光される蛍光Ｘ線６の波長を変化させつつ、その分光された蛍光Ｘ線６が検出器５に入射し続けるように、多層膜分光素子３を、その表面の中心を通る紙面に垂直な軸Ｏを中心に回転させ、その回転角の２倍だけ、検出器５を、軸Ｏを中心に円１２に沿って回転させる。この動作が蛍光Ｘ線分析装置のゴニオメータの走査である。連動手段７において、例えば、前記軸Ｏに取付けたポテンショメータ等により、多層膜分光素子３および検出器５が回転した結果形成される入射角θ、分光角２θが確認される。
When the
多層膜分光素子３と検出器５を連動手段７で連続的に連動させることにより、試料Ｓから発生した蛍光Ｘ線４をそれぞれの波長に分光し、検出する。これにより、連動手段７からの分光角２θに関する信号および検出器５からの蛍光Ｘ線６の強度に関する信号に基づいて、各分光角２θにおける蛍光Ｘ線６の強度を示すスペクトルが得られ、定性分析手段１３、定量分析手段１４または半定量分析手段１５により定性、定量または半定量分析が行われ、その結果が表示手段１６に表示される。
By continuously interlocking the multilayer film
次に、第２の実施形態の蛍光Ｘ線分析装置の動作として、銅合金中のリン（Ｐ）を半定量分析する方法について説明する。まず、比較のためにゴニオメータの分光素子がゲルマニウム結晶（Ｇｅ）で構成された従来の蛍光Ｘ線分析装置を用いた半定量分析について説明する。試料である銅合金を試料台に載置し、所定の半定量分析条件に設定し、ゴニオメータを走査させ半定量分析を行い、表示手段に分析結果を表示させる。半定量分析とは、分析対象元素の分析線の近傍を、ゴニオメータを走査し得られた定性チャートのスペクトルピークの強度に基づき、試料中の元素の含有量を求める分析であって、高精度の定量値を必要としない場合に用いられる。 Next, a method for semi-quantitative analysis of phosphorus (P) in a copper alloy will be described as an operation of the fluorescent X-ray analyzer of the second embodiment. First, for comparison, a semi-quantitative analysis using a conventional fluorescent X-ray analyzer in which a goniometer spectroscopic element is composed of germanium crystals (Ge) will be described. A copper alloy, which is a sample, is placed on a sample stage, set to predetermined semi-quantitative analysis conditions, a goniometer is scanned to perform semi-quantitative analysis, and the analysis result is displayed on the display means. Semi-quantitative analysis is an analysis that determines the content of an element in a sample based on the intensity of the spectral peak of a qualitative chart obtained by scanning a goniometer in the vicinity of the analysis line of the target element. Used when no quantitative value is required.
本発明の効果が容易に分かるようにリンの含有量が既知である銅合金試料Ａ、Ｂを用いる。リンの含有率が０ｍａｓｓ％である銅合金試料Ａとリンの含有率が０．０３５ｍａｓｓ％である銅合金試料Ｂの２つの試料についてリンの分析線であるＰ−Ｋα（２．０１ｋｅＶ）の近傍を、ゴニオメータを走査し定性分析を行った定性チャートを図８に示す。図８は横軸がＸ線のエネルギであり、縦軸が検出器によって検出されたＸ線強度を表している。図８をみると、リンの分析線であるＰ−Ｋα線の位置に試料Ａ、Ｂともにスペクトルピークが検出されており、この定性チャートから判断すると試料Ａにもリンが含有されていることになる。このように従来の装置で銅合金中のリンの定性分析や半定量分析を行うとリンの含有率が０ｍａｓｓ％である試料Ａにリンが含有するという誤った分析結果が出してしまう。 Copper alloy samples A and B having a known phosphorus content are used so that the effects of the present invention can be easily understood. In the vicinity of P-Kα (2.01 keV) which is an analytical line of phosphorus for two samples of a copper alloy sample A having a phosphorus content of 0 mass% and a copper alloy sample B having a phosphorus content of 0.035 mass% FIG. 8 shows a qualitative chart obtained by performing a qualitative analysis by scanning a goniometer. In FIG. 8, the horizontal axis represents X-ray energy, and the vertical axis represents the X-ray intensity detected by the detector. When FIG. 8 is seen, the spectrum peak is detected in the position of the P-Kα line, which is the analytical line of phosphorus, in both samples A and B. Judging from this qualitative chart, sample A also contains phosphorus. Become. As described above, when qualitative analysis or semi-quantitative analysis of phosphorus in a copper alloy is performed with a conventional apparatus, an erroneous analysis result that the sample A having a phosphorus content of 0 mass% contains phosphorus is generated.
これは、前記したように銅合金を分析した場合、Ｃｕ−Ｋαの高次線が発生し、その中の４次線のエネルギが２．０１ｋｅＶであり、リンの分析線であるＰ−Ｋα線と重なるためである。 This is because, as described above, when a copper alloy is analyzed, a Cu-Kα higher-order line is generated, the energy of the quaternary line therein is 2.01 keV, and the P-Kα line which is a phosphorus analysis line Because it overlaps with.
試料Ａと同様に試料ＢのスペクトルピークにもＣｕ−Ｋαの４次線が重なっており、取得した定性チャートをそのまま解析すると試料Ｂのリンの真の含有量よりも高い値となり不正確な半定量分析結果になる。 Like the sample A, the spectral peak of the sample B overlaps with the Cu-Kα quaternary line, and when the obtained qualitative chart is analyzed as it is, the value becomes higher than the true phosphorus content of the sample B and an inaccurate half It becomes a quantitative analysis result.
第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置を用いて、従来の装置を用いた場合と同様に銅合金試料Ａ、ＢについてリンのＰ−Ｋα（２．０１ｋｅＶ）の近傍を走査し得られた定性チャートを図６に示す。図６では、第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置の多層膜分光素子３をＲＸ２５と表示している。この定性チャートをみると、リンの含有率が０ｍａｓｓ％である銅合金試料Ａでは、リンのＰ−Ｋα（２．０１ｋｅＶ）に隣接した位置にスペクトルピークは検出されていない。すなわち、第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置を用いて銅合金中のリンの半定量分析を行った場合には、従来の装置では検出されたＣｕ―Ｋα線の４次の回折Ｘ線のピークが検出されないので、リンの含有率が０ｍａｓｓ％である銅合金試料Ａにリンが含有されているという誤った分析結果が出ることがない。また、試料ＢについてもＣｕ―Ｋαの４次線ピークが重なることはなく、正確な半定量分析が行える。
Using the X-ray fluorescence analyzer of the second embodiment, qualitative results obtained by scanning the vicinity of phosphorus P-Kα (2.01 keV) for copper alloy samples A and B as in the case of using the conventional apparatus. A chart is shown in FIG. In FIG. 6, the
第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置を用いて未知試料の半定量分析を行うには、前記の既知試料の場合と同様に分析対象元素の分析線の近傍を、ゴニオメータを走査し定性チャートを取得することにより、公知の半定量分析方法によって未知試料の分析対象元素の含有量を求めればよい。 In order to perform semi-quantitative analysis of an unknown sample using the fluorescent X-ray analyzer according to the second embodiment, a qualitative chart is obtained by scanning a goniometer in the vicinity of the analysis line of the element to be analyzed as in the case of the known sample. By acquiring, the content of the element to be analyzed in the unknown sample may be obtained by a known semi-quantitative analysis method.
次に、第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置の動作として、チタン酸バリウム中のアルミニウムを半定量分析する方法について、銅合金中のリンの分析と同様に従来の半定量分析の結果と比較しながら説明する。銅合金試料分析と同様に、本発明の効果が容易に分かるように、アルミニウムを含有していないチタン酸バリウム試料Ｃを用いる。ＰＥＴ結晶をゴニオメータの分光素子としている従来の蛍光Ｘ線分析装置を用いて、アルミニウムの含有率が０ｍａｓｓ％であるチタン酸バリウム試料Ｃについて、アルミニウムの分析線であるＡｌ−Ｋα（１．４９ｋｅＶ）の近傍を、ゴニオメータを走査し定性分析を行った定性チャートを図９に示す。図９も図８同様に横軸がＸ線のエネルギであり、縦軸が検出器によって検出されたＸ線強度を表している。図９をみると、アルミニウムのＡｌ−Ｋαの位置にスペクトルピークが検出されており、この定性チャートから判断すると試料Ｃにはアルミニウムが含有されていることになる。 Next, as the operation of the fluorescent X-ray analyzer of the second embodiment, a method for semi-quantitative analysis of aluminum in barium titanate is compared with the result of conventional semi-quantitative analysis in the same manner as the analysis of phosphorus in copper alloy. While explaining. As in the copper alloy sample analysis, the barium titanate sample C containing no aluminum is used so that the effect of the present invention can be easily understood. Using a conventional fluorescent X-ray analyzer using a PET crystal as a spectroscopic element of a goniometer, Al-Kα (1.49 keV), which is an aluminum analysis line, of a barium titanate sample C having an aluminum content of 0 mass% FIG. 9 shows a qualitative chart obtained by performing a qualitative analysis by scanning a goniometer in the vicinity. In FIG. 9, as in FIG. 8, the horizontal axis represents the energy of X-rays, and the vertical axis represents the X-ray intensity detected by the detector. Referring to FIG. 9, a spectrum peak is detected at the position of Al—Kα of aluminum, and judging from this qualitative chart, sample C contains aluminum.
このように従来の装置でチタン酸バリウム中のアルミニウムの定性分析や半定量分析を行うとアルミニウムの含有率が０ｍａｓｓ％である試料Ｃにアルミニウムが含有するという誤った分析結果が出してしまう。 As described above, when qualitative analysis or semi-quantitative analysis of aluminum in barium titanate is performed by a conventional apparatus, an erroneous analysis result that sample C having aluminum content of 0 mass% contains aluminum is produced.
これは、前記の銅合金の分析と同様に、チタン酸バリウムである試料Ｃの主成分であるバリウム（Ｂａ）の蛍光Ｘ線が分光素子であるＰＥＴ結晶に入射し、ＰＥＴ結晶で分光され、エネルギが４．４６６ｋｅＶのＢａ−Ｌαの３次線と共に、そのエスケープピークが発生し、１．４９ｋｅＶのアルミニウムの分析線であるＡｌ−Ｋα線と重なるためである。 As in the analysis of the copper alloy, the fluorescent X-ray of barium (Ba), which is the main component of the sample C, which is barium titanate, is incident on the PET crystal, which is the spectroscopic element, and is dispersed by the PET crystal. This is because an escape peak is generated together with a Ba-Lα tertiary line having an energy of 4.466 keV and overlaps with an Al-Kα line which is an analysis line of 1.49 keV aluminum.
第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置を用いて、従来の装置を用いた場合と同様にチタン酸バリウム試料Ｃについてアルミニウムの分析線であるＡｌ−Ｋα線（１．４９ｋｅＶ）の近傍を、ゴニオメータを走査し定性分析を行った定性チャートを図７に示す。図７では、第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置の多層膜分光素子３をＲＸ２５と表示している。この定性チャートをみると、アルミニウムの含有率が０ｍａｓｓ％であるチタン酸バリウム試料Ｃでは、Ａｌ−Ｋα線（１．４９ｋｅＶ）の近傍に隣接した位置にスペクトルピークは検出されていない。すなわち、第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置を用いてチタン酸バリウム中のアルミニウムの半定量分析を行った場合には、従来の装置では検出されたＢａ―Ｌαの３次線およびそのエスケープピークが検出されないので、アルミニウムの含有率が０ｍａｓｓ％であるチタン酸バリウム試料Ｃにアルミニウムが含有しているという誤った分析結果が出ることがない。
Using the fluorescent X-ray analysis apparatus of the second embodiment, a goniometer is used in the vicinity of an Al-Kα line (1.49 keV), which is an aluminum analysis line, for the barium titanate sample C as in the case of using the conventional apparatus. FIG. 7 shows a qualitative chart obtained by performing a qualitative analysis by scanning. In FIG. 7, the
このように、第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置を用いた場合、高次の回折Ｘ線が抑制されるので、正確で精度のよい分析を行うことができる。 As described above, when the fluorescent X-ray analyzer of the second embodiment is used, higher-order diffracted X-rays are suppressed, so that accurate and accurate analysis can be performed.
１ Ｘ線源
２ １次Ｘ線
３ 多層膜分光素子
４ ２次Ｘ線
５ 検出器
６ 蛍光Ｘ線
１０，２０ 蛍光Ｘ線分析装置
３１ 反射層
３２ スペーサ層
３４ 境界面
Ｓ 試料
ｄ 周期長
σ ラフネス
DESCRIPTION OF
Claims (4)
反射層とスペーサ層からなる層対を多数積層して構成され、試料から発生した蛍光Ｘ線を分光する多層膜分光素子と、
その多層膜分光素子で分光された蛍光Ｘ線の強度を測定する検出器とを備える蛍光Ｘ線分析装置において、
前記多層膜分光素子の周期長が１〜２ｎｍであり、その周期長に対し前記反射層とスペーサ層の境界面のラフネスが前記周期長の２０％以上であり、前記試料の抑制された高次線と重なる分析線を発生する分析対象元素を定性分析または定量分析する手段を設けたことを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。 An X-ray source for irradiating the sample with primary X-rays;
A multilayer film spectroscopic element that is configured by laminating a large number of layer pairs each composed of a reflective layer and a spacer layer, and that separates fluorescent X-rays generated from a sample;
In a fluorescent X-ray analyzer comprising a detector for measuring the intensity of fluorescent X-rays dispersed by the multilayer spectroscopic element,
High cycle length of the multilayer film spectral element is 1 to 2 nm, Ri der roughness than 20% of the cycle length of the boundary surface of the reflective layer and the spacer layer for that cycle length, was inhibited in the sample A fluorescent X-ray analyzer characterized by providing means for qualitative analysis or quantitative analysis of an analysis target element that generates an analysis line that overlaps the next line .
前記反射層がタングステンからなり、前記スペーサ層が炭化ホウ素からなる蛍光Ｘ線分析装置。 In claim 1,
A fluorescent X-ray analysis apparatus in which the reflective layer is made of tungsten and the spacer layer is made of boron carbide.
反射層とスペーサ層からなる層対を多数積層して構成され、試料から発生した蛍光Ｘ線を分光する多層膜分光素子であって、周期長が１〜２ｎｍであり、その周期長に対し前記反射層とスペーサ層の境界面のラフネスが前記周期長の２０％以上である多層膜分光素子と、A multilayer film spectroscopic element configured by laminating a large number of layer pairs composed of a reflective layer and a spacer layer, and for spectrally separating fluorescent X-rays generated from a sample, having a period length of 1 to 2 nm, A multilayer spectroscopic element in which the roughness of the interface between the reflective layer and the spacer layer is 20% or more of the periodic length;
その多層膜分光素子で分光された蛍光Ｘ線の強度を測定する検出器とを備える蛍光Ｘ線分析装置を用いて、Using a fluorescent X-ray analyzer equipped with a detector for measuring the intensity of fluorescent X-rays dispersed by the multilayer spectroscopic element,
前記試料の抑制された高次線と重なる分析線を発生する分析対象元素を定性分析または定量分析する蛍光Ｘ線分析方法。A fluorescent X-ray analysis method for qualitatively analyzing or quantitatively analyzing an analysis target element that generates an analytical line that overlaps a suppressed higher-order line of the sample.
前記反射層がタングステンからなり、前記スペーサ層が炭化ホウ素からなる蛍光Ｘ線分析方法。A fluorescent X-ray analysis method in which the reflective layer is made of tungsten and the spacer layer is made of boron carbide.
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