JP5012128B2 - Detector for X-ray absorption analysis - Google Patents
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Description
本発明は複数の試料の電子収量法によるX線吸収微細構造スペクトルの測定、又は同時に電子収量法及び透過法によるX線吸収微細構造スペクトルの測定が可能なX線吸収分析用検出器に関する。 The present invention relates to a detector for X-ray absorption analysis capable of measuring an X-ray absorption fine structure spectrum of a plurality of samples by an electron yield method or simultaneously measuring an X-ray absorption fine structure spectrum by an electron yield method and a transmission method.
X線吸収微細構造(XAFS)分析法は、試料に含まれる対象原子によるX線吸収スペクトルに現れる微細な振動構造を測定し、解析することで、対象原子の周りの局所的な構造、例えば配位数及び配位原子の種類、結合距離或いは結合の対象性等を直接に知ることができる分析法であり、半導体工業や化学工業の分野で広く使用されている。 The X-ray absorption fine structure (XAFS) analysis method measures and analyzes a fine vibration structure appearing in an X-ray absorption spectrum of a target atom contained in a sample, thereby analyzing a local structure around the target atom, for example, an arrangement. It is an analytical method that can directly know the order and type of coordination atom, bond distance or bond target, and is widely used in the fields of semiconductor industry and chemical industry.
図10はX線吸収スペクトルを表す図であり、Ni箔のK吸収端近傍のX線吸収スペクトルを表している。図10を参照して、Ni原子のK吸収端から高エネルギー側にかけてX線吸収係数の振動が観測されている。この内、吸収端から数10eVの範囲に生ずる振動は、対象原子の価数や酸化状態により変わる電子状態及び対象原子との結合の対象性に関する情報を含んでいる。また、吸収端から数100eVの範囲に生ずる振動は、対象原子の周囲に配置する原子の種類、それらの原子までの距離及び配位数に関する情報を含んでいる。従って、X線吸収スペクトルを分析することで、対象原子の配位及び電子の結合状態を詳細に知ることができる。 FIG. 10 is a diagram showing an X-ray absorption spectrum, and shows an X-ray absorption spectrum near the K absorption edge of the Ni foil. Referring to FIG. 10, the vibration of the X-ray absorption coefficient is observed from the K absorption edge of Ni atoms to the high energy side. Among these, the vibration generated in the range of several tens of eV from the absorption edge includes information on the electronic state that changes depending on the valence and oxidation state of the target atom and the target property of the bond with the target atom. Further, the vibration generated in the range of several hundreds eV from the absorption edge includes information on the types of atoms arranged around the target atom, the distance to the atoms, and the coordination number. Therefore, by analyzing the X-ray absorption spectrum, it is possible to know in detail the coordination of the target atom and the electron bonding state.
X線吸収微細構造分析の測定方法には、一般的に電子収量法と透過法とが広く用いられている。電子収量法は、試料表面にX線を入射し、光電効果により試料表面から放出される電子、例えばオージェ電子の量を測定することでX線吸収スペクトルを観測する。この電子収量法によれば、オージェ電子が脱出可能な極浅い表面層、例えば数10nm〜数100nmの深さの層について、X線吸収スペクトルを観測することができる。 Generally, an electron yield method and a transmission method are widely used as measurement methods for X-ray absorption fine structure analysis. In the electron yield method, X-rays are incident on a sample surface, and an X-ray absorption spectrum is observed by measuring the amount of electrons, for example, Auger electrons, emitted from the sample surface by the photoelectric effect. According to this electron yield method, an X-ray absorption spectrum can be observed for an extremely shallow surface layer from which Auger electrons can escape, for example, a layer having a depth of several tens to several hundreds of nm.
これに対して透過法は、薄片試料に入射するX線強度と、薄片試料を透過したX線強度とを測定し、その強度比からX線吸収量、ひいてはX線吸収係数を算出する。この透過法により、試料の厚さ方向に平均化されたX線吸収スペクトルを観測することができる。 On the other hand, in the transmission method, the X-ray intensity incident on the thin sample and the X-ray intensity transmitted through the thin sample are measured, and the X-ray absorption amount and thus the X-ray absorption coefficient are calculated from the intensity ratio. By this transmission method, an X-ray absorption spectrum averaged in the thickness direction of the sample can be observed.
このように、電子収量法では試料表面の吸収スペクトルが観測され、透過法では試料内部の平均的吸収スペクトルが観測される。多くの場合、試料の内部と表面とでは原子間の結合の構造が異なる。このため、試料の内部と表面との吸収スペクトルを分離して観測する目的から、同一試料に対して透過法と電子収量法とによる吸収スペクトルの観測を併用して適用することが望まれる。 Thus, the electron yield method observes the absorption spectrum on the sample surface, and the transmission method observes the average absorption spectrum inside the sample. In many cases, the structure of the bond between atoms differs between the inside and the surface of the sample. For this reason, in order to separate and observe the absorption spectrum of the inside and the surface of the sample, it is desired to apply the observation of the absorption spectrum by the transmission method and the electron yield method to the same sample.
しかしこれら二つの測定方法を実施するには2回の測定が必要となり、測定時間が長くなる。また、2回の測定をそれぞれ別の装置乃至配置で行なわねばならず、試料の測定位置の同一性を保持することが難しい。 However, in order to carry out these two measurement methods, two measurements are required, and the measurement time becomes long. In addition, two measurements must be performed with different apparatuses or arrangements, and it is difficult to maintain the same measurement position of the sample.
このため、同一の分析装置により透過法と電子収量法とを同時に実施することで、測定時間の短縮と測定位置の同一性を保持できる分析装置、あるいは複数試料の測定を同時に実施することで測定時間を短縮できる分析装置が望まれる。しかし、従来の装置では、以下に詳述するように電子収量法と透過法とを同時に実施する、あるいは同時に複数試料の測定を行なうことは困難であった。 For this reason, the transmission method and the electron yield method are simultaneously performed by the same analyzer, thereby shortening the measurement time and maintaining the identity of the measurement position, or by simultaneously measuring multiple samples. An analyzer that can shorten the time is desired. However, it has been difficult for the conventional apparatus to simultaneously perform the electron yield method and the transmission method, or to simultaneously measure a plurality of samples, as will be described in detail below.
図11は従来の電子収量法測定装置断面図であり、転換電子収量法を用いたX線吸収微細構造分析装置の構成の概要を表している。 FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional electron yield method measuring apparatus, and shows an outline of the configuration of an X-ray absorption fine structure analyzer using the conversion electron yield method.
図11を参照して、従来の電子収量法測定装置は、内壁が絶縁層120aで被覆された導電性のチャンバ120を有し、そのチャンバ120の前面に入射X線101が透過する窓124が設けられている。この窓124は、X線の透過材料からなり、チャンバ120内を気密に封止する。チャンバ120内には、気体、例えばHeが気体導入口126aから流入され、排気口126bから排出される。試料122は、チャンバ120内に窓124に対して傾斜するように試料ホルダ121上に載置される。さらに、チャンバ120内の試料122上方に、電源128から負電圧が印加された電荷収集用電極125が設けられている。また、試料122には導電線123が接続され、この導電線123はチャンバ120の外部に置かれた電流計測器127に接続されている。 Referring to FIG. 11, the conventional electron yield measuring apparatus has a conductive chamber 120 whose inner wall is covered with an insulating layer 120 a, and a window 124 through which incident X-rays 101 pass is formed in front of the chamber 120. Is provided. The window 124 is made of an X-ray transmitting material and hermetically seals the inside of the chamber 120. A gas, for example, He flows into the chamber 120 from the gas inlet 126a and is discharged from the exhaust port 126b. The sample 122 is placed on the sample holder 121 so as to be inclined with respect to the window 124 in the chamber 120. Further, a charge collecting electrode 125 to which a negative voltage is applied from a power source 128 is provided above the sample 122 in the chamber 120. Further, a conductive wire 123 is connected to the sample 122, and the conductive wire 123 is connected to a current measuring instrument 127 placed outside the chamber 120.
窓124を透過した入射X線が試料122表面に照射されると、試料122表面から放出されたオージェ電子がチャンバ内の気体(例えばHe)に衝突してこれを電離し、イオン(例えばHe+ )を生成する。オージェ電子は、通常数keV程度のエネルギを有するので、電離するに30eV程度のエネルギが必要なHeを数100個程電離する。これらの電離されたイオンは、例えば数100Vの負電圧が印加された電荷収集用電極125に引き寄せられて加速され、さらにチャンバ内の気体に衝突して多数のイオンを生成しながら増殖し、最後に電荷収集用電極125にこれらのイオンの電荷が吸収され、イオン電流として電荷収集用電極125に流れる。即ち、オージェ電子の量より増幅されたイオンによる電流が流れる。その結果、試料122に接続する導電線123にはオージェ電子の放出量に応じた大きさの増幅された電流が流れる。この電流を電流計測器で測定することで、オージェ電子の放出量が測定され、さらに測定されたオージェ電子の放出量から試料122が吸収したX線101の量を測定することができる。 When incident X-rays transmitted through the window 124 are irradiated onto the surface of the sample 122, Auger electrons emitted from the surface of the sample 122 collide with a gas (for example, He) in the chamber and ionize it, and ions (for example, He +). ) Is generated. Since Auger electrons usually have an energy of about several keV, several hundreds of Hes that require energy of about 30 eV to ionize are ionized. These ionized ions are attracted to the charge collecting electrode 125 to which a negative voltage of, for example, several hundred volts is applied, are accelerated, and further propagate while colliding with the gas in the chamber to generate a large number of ions. Then, the charge of these ions is absorbed by the charge collection electrode 125 and flows to the charge collection electrode 125 as an ionic current. That is, a current due to ions amplified by the amount of Auger electrons flows. As a result, an amplified current having a magnitude corresponding to the amount of Auger electrons emitted flows through the conductive wire 123 connected to the sample 122. By measuring this current with a current meter, the amount of Auger electrons emitted can be measured, and the amount of X-rays 101 absorbed by the sample 122 can be measured from the measured amount of Auger electrons emitted.
上述した従来の電子収量法測定装置では、試料122を透過したX線が試料ホルダ121により遮蔽されてしまう。このため、この装置を透過法に適用することはできない。 In the conventional electron yield method measuring apparatus described above, the X-ray transmitted through the sample 122 is shielded by the sample holder 121. For this reason, this apparatus cannot be applied to the transmission method.
図12は、従来のX線複合分析装置概念図であり、透過法によるX線吸収分析と反射法による蛍光X線分析を同一装置で実現することができるX線複合分析装置の配置を表している。なお、図12(a)は透過法を用いたときの配置を、図12(b)は反射法を用いたときの配置を表している。 FIG. 12 is a conceptual diagram of a conventional X-ray composite analyzer, which shows the arrangement of an X-ray composite analyzer that can realize X-ray absorption analysis by the transmission method and fluorescent X-ray analysis by the reflection method with the same device. Yes. FIG. 12A shows an arrangement when the transmission method is used, and FIG. 12B shows an arrangement when the reflection method is used.
図12(a)を参照して、スリット134を通過して断面矩形のビームにされた入射X線101aは、透過型のX線検出器131を通過して試料132に垂直に入射する。このX線検出器131は入射X線の強度を測定する。試料132はX線が十分透過可能な薄膜、例えばNi薄膜であり、回転円盤状の試料ホルダ133に形成された貫通孔を閉塞するよう取り付けられる。この試料ホルダ133は、入射X線101aに垂直に保持され、回転することで取り付けられた複数の試料132を順次、入射X線101aが垂直に入射する位置に移動する。試料132を透過した透過X線101bは、後方(紙面右方向)に配置されたX線検出器130に入射してそのX線強度が測定される。そして、入射X線101aと透過X線101bの強度比から、試料132のX線吸収量さらにはX線吸収スペクトルが算出される。
Referring to FIG. 12A,
他方、反射法では、図12(b)を参照して、上述した透過法で使用した試料ホルダ133と同様の形状(貫通孔は設けられていない。)を有する試料132を用いる。そして、試料132表面に入射X線101aを入射し、試料132表面から放射する蛍光X線135の強度をX線検出器130により測定する。
On the other hand, in the reflection method, with reference to FIG. 12B, a sample 132 having the same shape (no through hole is provided) as the sample holder 133 used in the transmission method described above is used. Then, the
このように、透過法では試料及び試料ホルダはX線を透過するように設計されるのに対して、反射法では試料及び試料ホルダはX線が透過するようには設計されていない。このため、透過法と反射法とで用いられる試料ホルダを、共通に使用することはできない。従って、透過法と反射法との測定を同時に実施することは困難である。 Thus, in the transmission method, the sample and the sample holder are designed to transmit X-rays, whereas in the reflection method, the sample and the sample holder are not designed to transmit X-rays. For this reason, the sample holder used in the transmission method and the reflection method cannot be used in common. Therefore, it is difficult to perform the transmission method and the reflection method at the same time.
図13は従来のX線検出器断面図であり、上述した従来のX線複合分析装置を用いた吸収法によるX線強度の測定に用いられる透過型の検出器の構造を表している。 FIG. 13 is a cross-sectional view of a conventional X-ray detector, showing the structure of a transmission-type detector used for measuring the X-ray intensity by the absorption method using the above-described conventional X-ray composite analyzer.
図13を参照して、X線検出器131の容器110は、筒状の胴筒111と、その胴筒11の前端112及び後端113を密封して形成されている。容器110内には、前端112近くの気体導入口116aから気体、例えばArが流入され、後端113近くの排気口116bから排気される。容器110の前端112及び後端113にはX線101が透過する窓114が設けられている。また、容器110内の上方に負電圧が印加されたX線強度測定用電極115aが、下方に電流計測器117を介して接地されたX線強度測定用電極115bが設けられている。
Referring to FIG. 13, the container 110 of the
容器110の前端112の窓114から容器110内に入射したX線101は、容器101内の気体(例えばAr)を電離する。電離した気体イオン及び電子はX線強度測定用電極115a、115bに引き寄せられ、その電流は電流計測器により測定される。このように、このX線検知器131は電離箱、比例計数管又はガイガー計数管として機能する。
上述したように、従来のX線吸収微細構造分析装置では、透過法と電子収量法とで試料ホルダが異なるため、同一の装置で同時に透過法と電子収量法とによるX線吸収スペクトルを測定することが困難であった。このため、透過法及び電子収量法によるX線吸収スペクトルを観測するには、それぞれ別の試料ホルダ又は別の分析装置を用いて2回の測定(透過法及び電子収量法による測定)を実施しなければならず、測定時間が長くなりかつ測定位置の同一性を保証することが難しいという問題があった。 As described above, in the conventional X-ray absorption fine structure analyzer, since the sample holder is different between the transmission method and the electron yield method, X-ray absorption spectra by the transmission method and the electron yield method are simultaneously measured with the same device. It was difficult. For this reason, in order to observe the X-ray absorption spectrum by the transmission method and the electron yield method, two measurements (measurement by the transmission method and the electron yield method) are performed using different sample holders or different analyzers. There is a problem that the measurement time becomes long and it is difficult to guarantee the identity of the measurement position.
また、透過法又は電子収量法による測定を、同時に複数の試料について実施することもできない。このため、試料の数だけ測定回数が必要であり、多数試料の測定では分析時間が長時間になるという問題もあった。 Further, the measurement by the transmission method or the electron yield method cannot be performed on a plurality of samples at the same time. For this reason, the number of times of measurement is required as many as the number of samples, and there is a problem that the analysis time becomes long when measuring a large number of samples.
本発明は、電子収量法及び透過法によるX線吸収微細構造スペクトルの測定を同時に行なうことができる、あるいは複数の試料のX線吸収微細構造スペクトルの測定を同時に行なうことができるX線吸収分析用検出器を提供することを目的としている。 The present invention is for X-ray absorption analysis capable of simultaneously measuring X-ray absorption fine structure spectra by an electron yield method and a transmission method, or simultaneously measuring X-ray absorption fine structure spectra of a plurality of samples. The object is to provide a detector.
上記課題を解決するための本発明の第1の構成に係るX線吸収分析用検出器は、検出器容器の前端に、検出器容器内部と外気との間の気密を保持して他の検出器の後端に接続する接続部を有する。この接続部には、試料又はX線透過材料により気密に閉塞可能な貫通孔が設けられている。 The detector for X-ray absorption analysis according to the first configuration of the present invention for solving the above-described problem is that other detection is performed by maintaining the airtightness between the inside of the detector container and the outside air at the front end of the detector container. A connecting portion connected to the rear end of the container. This connecting portion is provided with a through hole that can be airtightly closed by a sample or an X-ray transmitting material.
さらに、このX線吸収分析用検出器は、この貫通孔を貫通して容器内に入射したX線により生成される電荷を収集するX線強度測定用電極を有しており、これにより、X線強度の測定に使用される従来の透過型検出器として機能する。 Further, the detector for X-ray absorption analysis has an X-ray intensity measuring electrode that collects electric charges generated by X-rays that have entered the container through the through-hole. It functions as a conventional transmission detector used for measuring the line intensity.
この第1の構成の検出器は、接続部を介して、検出器の前端及び後端にそれぞれ別の検出器を接続することができる。そして、接続部は検出器内を外気から気密に封止するとともに、接続部に設けられた貫通孔により前後に接続された検出器内が連通される。この貫通孔は、試料又はX線透過材料を用いて気密に閉塞することができる。従って、前後の検出器内の気体が分離されるので、前後の検出器を互いに独立して動作させることができる。 In the detector having the first configuration, different detectors can be connected to the front end and the rear end of the detector via the connection portion. The connecting portion seals the inside of the detector airtightly from the outside air, and the inside of the detector connected back and forth is communicated by a through hole provided in the connecting portion. The through hole can be airtightly closed using a sample or an X-ray transmitting material. Therefore, since the gas in the front and rear detectors is separated, the front and rear detectors can be operated independently of each other.
このように複数個の検知器を接続した構成では、最前端に位置する検出器の貫通孔から入射されたX線は、後続の検出器の貫通孔を通過し又は貫通孔を閉塞する試料若しくはX線透過材料を透過するので、接続された複数の検出器内を貫いて通過する。従って、一つ又は複数の貫通孔を試料で閉塞することにより、各試料毎にその前後に位置するX線強度を測定することができる。さらに、これら各試料前後のX線強度から、各試料のX線吸収スペクトルが測定される。従って、複数の試料の各試料毎のX線吸収スペクトルを同時に測定することができる。 In the configuration in which a plurality of detectors are connected in this way, the X-rays incident from the through hole of the detector located at the foremost end pass through the through hole of the subsequent detector or block the through hole. Since it passes through the X-ray transmissive material, it passes through the connected detectors. Therefore, the X-ray intensity located before and after each sample can be measured by closing one or a plurality of through holes with the sample. Further, the X-ray absorption spectrum of each sample is measured from the X-ray intensity before and after each sample. Therefore, the X-ray absorption spectrum for each sample of a plurality of samples can be measured simultaneously.
本発明の第2の構成に係るX線吸収分析用検出器は、第1の構成のX線吸収分析用検出器において、X線強度測定用電極に代えて、検出器容器内の貫通孔に近接して配設された電荷収集用電極を備える。この電荷収集用電極は、試料から放出される電子により生成された電荷を収集するためのもので例えば負電圧が印加されている。さらに、電荷収集用電極には、貫通孔(又は試料若しくはX線透過材料)を通過して入射したX線を貫通させる小孔が開設されている。 The detector for X-ray absorption analysis according to the second configuration of the present invention is the detector for X-ray absorption analysis of the first configuration, instead of the X-ray intensity measurement electrode, in the through hole in the detector container. A charge collection electrode is provided in close proximity. The charge collection electrode is for collecting charges generated by electrons emitted from the sample, and a negative voltage, for example, is applied thereto. Further, the charge collection electrode is provided with a small hole through which the X-rays that have entered through the through-hole (or the sample or the X-ray transmitting material) pass.
加えて、試料に流れる電流を測定するための電流検出部とを有する。このため、試料から放出された電子により気体が電離されて生ずる電荷は、貫通孔近く(即ち試料の近く)に配置された電荷収集用電極に吸収され、試料から放出された電子量に応じた電流が試料に流れ、電流検出部により検出される。このように、本第2の構成の検知器は、電子収量法の機能を有する測定器として利用することができる。 In addition, it has a current detector for measuring the current flowing through the sample. For this reason, the charge generated by the ionization of the gas by the electrons emitted from the sample is absorbed by the charge collection electrode arranged near the through hole (that is, near the sample) and corresponds to the amount of electrons emitted from the sample. Current flows through the sample and is detected by the current detector. Thus, the detector of the second configuration can be used as a measuring device having the function of the electron yield method.
本第2の構成の検知器では、前方から入射され、試料を透過したX線は、電荷収集用電極の小孔を貫通後、さらに後端接続部の貫通孔を貫通して検知器後端から出射する。このため、第2の構成の検知器を複数個接続し、各検知器の貫通孔に試料を配置することで、各試料に流れる電流を測定し、電子収量法によるX線吸収スペクトルを測定することができる。この測定は、複数試料の全てについて同時になされるから、測定時間を大幅に短縮することができる。 In the detector of the second configuration, the X-ray incident from the front and transmitted through the sample passes through the small hole of the charge collecting electrode, and further passes through the through hole of the rear end connection portion, thereby the rear end of the detector. Exits from. For this reason, by connecting a plurality of detectors of the second configuration and arranging the samples in the through holes of each detector, the current flowing through each sample is measured, and the X-ray absorption spectrum by the electron yield method is measured. be able to. Since this measurement is performed on all of the plurality of samples at the same time, the measurement time can be greatly shortened.
上述の第2の構成の検出器を用いた電子収量法によるX線吸収スペクトルの測定において、電子収量法の検出器として機能する第2の構成の検出器の前に、入射X線強度の測定器として機能する第1の構成の検出器を配置することが好ましい。これにより、試料に入射する入射X線強度を測定して吸収量を補正することができる。さらに、第2の構成の検出器の後に、第1の構成の検出器を配置することができる。これにより、試料を透過した透過X線強度を測定することができる。従って、透過法によるX線吸収スペクトルと電子収量法によるX線吸収スペクトルの観測とを同時に行なうことができる。 In the measurement of the X-ray absorption spectrum by the electron yield method using the detector of the second configuration described above, the incident X-ray intensity is measured before the detector of the second configuration that functions as a detector of the electron yield method. It is preferable to arrange a detector of the first configuration that functions as a detector. Thereby, the absorption amount can be corrected by measuring the incident X-ray intensity incident on the sample. Furthermore, the detector of the first configuration can be arranged after the detector of the second configuration. Thereby, the transmitted X-ray intensity which permeate | transmitted the sample can be measured. Therefore, the X-ray absorption spectrum by the transmission method and the X-ray absorption spectrum by the electron yield method can be simultaneously observed.
本発明の第3の構成に係るX線吸収分析用検出器は、X線強度測定用電極を備える第1の構成に係る検出器に、さらに第2の構成に係る検出器の電荷収集用電極及び試料に流れる電流を測定するための電流検出部を備える。 The detector for X-ray absorption analysis according to the third configuration of the present invention is a detector for collecting electric charge of the detector according to the second configuration, in addition to the detector according to the first configuration including the electrode for X-ray intensity measurement. And a current detector for measuring the current flowing through the sample.
この第3の構成の検出器では、X線強度測定用電極又は電荷収集用電極の何れかの電極を選択して電圧を印加する。このように、電圧を印加する電極を選択することで、X線強度の測定又は電子収量法によるX線吸収量の測定の何れか任意の機能を有する検出器として機能させることができる。従って、上述した第1及び第2の構成の検出器の一方のみ又は双方を用いた測定において、分析装置の検出部を只一種の第3の構成の検出器により構成することができる。従って、機能の異なる検知器の接続順を変えて測定する場合でも、接続された検出器の接続順を組み直すことなく、電圧を印加する電極を選択するだけで容易に測定することができる。 In the detector having the third configuration, either the X-ray intensity measuring electrode or the charge collecting electrode is selected and a voltage is applied. Thus, by selecting the electrode to which the voltage is applied, it can be made to function as a detector having any function of measuring the X-ray intensity or measuring the X-ray absorption amount by the electron yield method. Therefore, in the measurement using only one or both of the detectors of the first and second configurations described above, the detection unit of the analyzer can be configured by a kind of third configuration detector. Therefore, even when measurement is performed by changing the connection order of detectors having different functions, measurement can be easily performed only by selecting an electrode to which a voltage is applied, without reconfiguring the connection order of the connected detectors.
本発明の第4の構成の検出器は、検出器容器内をX線通過軸に沿って分離部により複数区画に分離する。分離部には、前記X線が透過するように、試料又はX線透過材料により気密に閉塞可能なX線が透過する貫通孔が開設される。そして、区画内に第3の構成と同様に、X線強度測定用電極及び電荷収集用電極が配置され、さらに区画内に試料電流を測定する電流検出部とを備える。 The detector of the 4th structure of this invention isolate | separates the inside of a detector container into several division by a separation part along an X-ray passage axis. A through-hole through which X-rays that can be airtightly closed by a sample or an X-ray transmitting material are opened in the separation portion so that the X-rays are transmitted therethrough. Similarly to the third configuration, the X-ray intensity measurement electrode and the charge collection electrode are arranged in the compartment, and further, a current detection unit that measures the sample current is provided in the compartment.
この第4の構成の検出器は、第3の構成の検出器を複数個接続して固定した状態を、一体の検出器容器内に形成する。従って、その機能は第3の構成の検出器を複数個接続したものと同じである。このように一体に形成することで、検出器の構造を強固なものとすることができる。 The detector of the fourth configuration forms a state in which a plurality of detectors of the third configuration are connected and fixed in an integrated detector container. Therefore, its function is the same as that of connecting a plurality of detectors of the third configuration. By integrally forming in this way, the structure of the detector can be strengthened.
本発明によれば、X線吸収微細構造を、複数の試料を同時に又は透過法及び電子収量法を同時に用いて測定することができるので、迅速にX線吸収微細構造分析を実行することができる。 According to the present invention, the X-ray absorption fine structure can be measured by using a plurality of samples simultaneously or by using the transmission method and the electron yield method simultaneously, so that the X-ray absorption fine structure analysis can be performed quickly. .
本発明の第1実施形態は、X線強度測定用電極及び電荷収集用電極を備えたX線吸収分析用検出器に関する。 The first embodiment of the present invention relates to an X-ray absorption analysis detector provided with an X-ray intensity measurement electrode and a charge collection electrode.
図1は本発明の第1実施形態検出器断面図であり、X線吸収分析用検出器の内部構造を表している。図2は本発明の第1実施形態検出器斜視図、図3は本発明の第1実施形態X線吸収分析用検出器後端部斜視図であり、それぞれ検出器の前端及び後端方向から見た外観を表している。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a detector according to a first embodiment of the present invention, showing the internal structure of the detector for X-ray absorption analysis. FIG. 2 is a perspective view of the detector according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of the rear end portion of the detector for X-ray absorption analysis according to the first embodiment of the present invention. Represents the appearance as seen.
本第1実施形態のX線吸収分析用検出器50は、図1〜図3を参照して、断面矩形の金属からなる筒状の胴筒2aと、その前後端を封止するフランジ2d、2cとを備える。胴筒2a及びフランジ2d、2cは接地され、その内壁面は絶縁層2gにより被覆されている。フランジ2d、2cの中央には開口2c−1、2d−1が開設され、胴筒2aの筒軸に平行に入射するX線1を遮蔽することなく通過させる。
A detector 50 for X-ray absorption analysis of the first embodiment includes a
前端2F部分のフランジ2dの外側(前端方向)に、平行に配置された2枚の案内板2hが取り付けられ,垂直に延在するアリ溝2fを形成する。このアリ溝2fには、後述する試料ホルダ20が上方から挿入される。また、フランジ2dの外側面(即ち、アリ溝2fの底面)は平坦面に加工され、Oリングによる気密封止が可能にされる。
Two
アリ溝2fの下端に、ストッパ2eが固定され、アリ溝2fに挿入された試料ホルダ20は、その下端がストッパ2eに当接して上下の位置決めがなされる。
The
後端2R部分のフランジ2cの外側面(即ち、後端2Rの面)には、開口2c−1を囲む同心円のアリ溝からなるOリング溝2c−3が形成されている。さらに、フランジ2d、2cには止め穴2d−1、2c−2が開設されており、止め穴2d−1、2c−2を通したネジにより前後に接続する検知器50を固定することができる。
An O-
図1を参照して、胴筒2a内に、X線1に平行に2枚のX線強度測定用電極15a、15bが配置され、そのX線強度測定用電極15a、15bより前端に近い位置に電荷収集用電極16が配置される。
Referring to FIG. 1, two X-ray
一方のX線強度測定用電極15aには電源10からスイッチ11を介して負電圧が供給され、他方のX線強度測定用電極15bは電流計測器14を介して接地電位に接続される。このX線強度測定用電極15a、15bは、胴筒2a内を通過するX線1が容器2内の気体を電離する度に生成される電荷を吸収し、電流計測器によりX線1の強度として電流パルスが計測される。このとき、検出器50はガイガー計数管として動作し、X線強度が測定される。なお、検出器50を比例計数管又は電離箱として動作させても差し支えない。
One X-ray
電荷収集用電極16は、X線1に垂直に配置された板状の電極で、その中央部分にX線1が遮蔽されずに通過することができる小孔16aが開設されている。従って、検知器50に入射したX線1は、電荷収集用電極16により遮蔽されずに、容器2内を通過して後端2Rから出射される。
The
この電荷収集用電極16には,電源12からスイッチ13を介して負電圧が印加される。後述するように試料32は、前端2Fのフランジ2dの開口2d−1の近くにX線1が透過するように置かれる。この試料32から容器2内に放出された電子は容器2内の気体を電離し、電荷収集用電極16に捕獲される。この結果、試料32から放出された電子量に応じた電流が試料32に流れ、後述するように、この試料32に流れる電流を測定することで、試料32から放出された電子の量、さらには試料32が吸収したX線量を知ることができる。従って、このとき検知器50は電子収量法を利用したX線吸収分析装置の検知器として機能する。
A negative voltage is applied to the
スイッチ11及びスイッチ13は、互いに相補的に動作する。即ち、X線強度測定用電極15aに負電圧が印加される場合は、電荷収集用電極16に負電圧は印加されない。逆に電荷収集用電極16に負電圧が印加される場合は、X線強度測定用電極15aには負電圧が印加されない。従って、スイッチ11、13を選択的に切り換えることで、検出器50を、X線1の強度測定器として又は電子収量法の検出器として何れかの機能を選択することができる。
The switch 11 and the switch 13 operate complementarily to each other. That is, when a negative voltage is applied to the X-ray
さらに、容器2の前方に気体導入口17が設けられ、ここから容器2内に電離用の気体が導入される。導入された気体は、容器2後方に設けられた排気口18から排出される。
Further, a
図4は本発明の第1実施形態試料ホルダ構造説明図であり、図4(a)はX線入射側(容器2の前端側)から見た平面図、図4(b)は図4(a)中のBB’断面図、図4(c)は図4(a)中のAA’断面図、図4(d)はX線の出射側(容器2の後端側)から見た平面図である。 4A and 4B are explanatory views of the structure of the sample holder according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A is a plan view seen from the X-ray incident side (front end side of the container 2), and FIG. BB 'sectional view in a), FIG. 4 (c) is an AA' sectional view in FIG. 4 (a), and FIG. 4 (d) is a plane viewed from the X-ray emission side (the rear end side of the container 2). FIG.
図4を参照して、本発明の第1実施形態の試料ホルダ20は、上下方向(図4(a)、(c)及び(d)の紙面右が上、紙面左が下である。)に長い長方形の板からなる基台21を基本的な部材とする。基台21の長辺側面は斜面21aに形成され、断面台形状に加工される。また、基台21の後端面(図4(c)の紙面下方の面)は平坦面に加工される。この基台21は、図2を参照して、検知器50前端の接続部3に形成されたアリ溝からなるホルダ挿入部2fに挿入される。
Referring to FIG. 4, the
基台21の下部に、X線1の通過する軸にほぼ同心円状の円形の窪み23が前端方向に開口して設けられ、その窪み23の底面(基台21の後端面)に窪み23と同心円状の開口22が開設される。窪み23の内壁には、リング状の板バネを収容するバネ溝27が形成されている。
A
基台21の前端側の面(以下、基台21前端面という)に、窪み23と同心円状のリング状に平坦部24が設けられ、その外側の基台21前端面は低くされている。さらに、基台21前端面に、基台21上端から窪み23に達するリード線溝25が形成される。このリード線溝25は、平坦部24ではトンネル状の連通孔として構成され、表面に表出しない。この構造では、平坦部24をOリングで封止し、かつトンネル状連通孔を接着剤により封止すると、開口22が基台21前端面の外気から気密に封止される。
A
基台21の後端面には、窪み23と同心円状にOリング用アリ溝26が設けられる。このOリング用アリ溝26内に保持されるOリングは、フランジ2bの前端面に密着し、開口22と基台21前端面の外気との間を気密に封止する。
An O-
図5は本発明の第1実施形態試料保持方法説明図であり、図5(a)は試料を保持した固定板の平面図、図5(b)はその断面図を表している。 FIG. 5 is an explanatory view of a sample holding method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 (a) is a plan view of a fixing plate holding the sample, and FIG. 5 (b) is a sectional view thereof.
図5を参照して、Ni薄片からなる試料32を、中央に貫通孔34が開設された円板状の金属、例えばCuからなる固定板31上に、貫通孔34を塞ぐように固定する。このとき、貫通孔34は試料32により気密に閉塞される。さらに、試料32と固定板31とを導電体33、例えば導電ペーストにより接続する。固定板31の上面周辺及び側面は、絶縁膜31aにより被覆されている。
Referring to FIG. 5, a
図6は本発明の第1実施形態接続部説明図であり、試料ホルダにより気密に接続される接続部の構造を表している。なお、図6(a)は試料を搭載した試料ホルダの断面を、図6(b)のは接続された2個の検出器の接続部近傍の断面構造を、図6(c)は試料ホルダが挿入された接続部近傍の断面を表している。 FIG. 6 is an explanatory diagram of the connecting portion according to the first embodiment of the present invention, and shows the structure of the connecting portion that is airtightly connected by the sample holder. 6A shows a cross section of the sample holder on which the sample is mounted, FIG. 6B shows a cross sectional structure in the vicinity of the connecting portion of the two connected detectors, and FIG. 6C shows the sample holder. The cross section of the connection part vicinity in which is inserted is represented.
図6(a)を参照して、試料32を後端側(紙面下方)に向けて、固定板31を基台21の窪み23に挿入し、前端側からバネ溝27に嵌め込まれた環状のバネ24aにより抑えて固定する。リード線35をリード溝25(図4(a)及び(c)に示すリード溝25)に埋め込み、その先端を固定板31の前端側に接続する。なお、平坦面24直下では、リード線はトンネル状の連通孔の中を通し、連通孔の出口又は入り口を接着剤で密封されている。さらに、基台21後端面に設けられたOリング用アリ溝26内にOリングが挿入される。
With reference to FIG. 6A, the fixing
図6(b)を参照して、後方の検知器50の前端のフランジ2dと前方の検知器50の後端のフランジ2cとを、ねじ締めにより固定する。このとき、前方のフランジ2dに設けられたアリ溝状のOリング溝2c−3には、予めOリングが挿入されている。このとき、ホルダ挿入部2fは、両フランジ2c、2dの間に、上方(紙面右方向)に開口するように配置される。
With reference to FIG.6 (b), the
図6(c)を参照して、ホルダ挿入部2f(図6(b)に示すホルダ挿入部2f)に、試料ホルダ20の後端面をフランジ2dの前端面に擦動させて試料ホルダ20を挿入する。試料ホルダ20はストッパ2eに当接して挿入方向(上下方向)の位置決めがなされる。なお、左右の位置はホルダ挿入部2fのアリ溝により位置決めされる。このとき、上述したように試料ホルダ20の前端面では、フランジ2cの後端面に形成されたOリング溝2c−3に保持されたOリング28(図6(b)に示すOリング28)が試料ホルダ20前端面の平坦部24に密接して外気との気密が保持される。また、試料ホルダ20の後端面では、試料ホルダ20の後端面に形成されたOリング用アリ溝26内に保持されたOリング26aがフランジ2dの前端面に密接することで外気との気密が保持される。
Referring to FIG. 6 (c), the
また、接続された前後の検出器50の容器2の内部間の気密は、固定板31に開設された貫通孔34を試料32が閉塞することでなされる。なお、試料32に代えてX線透過材料により貫通孔34を密閉してもよい。このように、前後の検出器50内を気密に分離することで、各検出器50内にそれぞれ異なる気体を流すことができる。なお必要ならば、貫通孔34を密閉することなく、前後の検出器50を導通した状態で使用することもできる。
In addition, the airtightness between the interiors of the
上述した本発明の第1実施形態では、電荷収集用電極16とX線強度測定用電極15a、15bとを有し、何れかを選択して用いた。これに対して、変形例として、電荷収集用電極16又はX線強度測定用電極15a、15bを備えたX線吸収分析用検出器とすることもできる。
In the first embodiment of the present invention described above, the
この変形例の検出器は、第1実施形態と同様に、接続部3(図7に示す3−1〜3−3)により複数個の検出器を接続できるけれども、電荷収量法による測定又は入射X線の強度の測定の何れか一方のみを行うことができる点で第1実施形態の検出器と異なる。この検出器では複数検出器を接続後に測定方法の変更が難しいという難点はあるが、測定方法が予め定まった用途ではより簡単な構造の検出器を用いることができるという利点がある。 Although the detector of this modification can connect a plurality of detectors by the connection part 3 (3-1 to 3-3 shown in FIG. 7) similarly to the first embodiment, the measurement or incidence by the charge yield method is possible. It differs from the detector of the first embodiment in that only one of the X-ray intensity measurements can be performed. This detector has a drawback that it is difficult to change the measurement method after connecting a plurality of detectors, but there is an advantage that a detector having a simpler structure can be used in applications where the measurement method is predetermined.
本発明の第2実施形態は、電子収量法と透過法とによる測定を同時に行なうX線吸収微細構造分析装置に関する。 The second embodiment of the present invention relates to an X-ray absorption fine structure analyzer that simultaneously performs measurement by an electron yield method and a transmission method.
図7は本発明の第2実施形態X線吸収微細構造分析装置の検出器部断面図であり、3個の検出器を接続して構成した検出器部の構造の概略を表している。 FIG. 7 is a cross-sectional view of the detector section of the X-ray absorption fine structure analyzer of the second embodiment of the present invention, and schematically shows the structure of the detector section configured by connecting three detectors.
図7を参照して、第2実施形態の装置の検出部55は、3個の検出器51、50−2、50−3を前後に接続して構成される。最前端(X線1の入射方向)に位置する検出器51は、第1実施形態の変形例として説明した検出器51であり、X線強度測定用電極15a、15bを有し、電荷収集用電極16aを備えていない。
With reference to FIG. 7, the detection part 55 of the apparatus of 2nd Embodiment is comprised by connecting the three
検出器51のX線強度測定用電極15aには電鍵10から負電圧が印加され、X線強度測定用電極15bは電流検出器14を介して接地される。この検出器51は比例計数管又はガイガー計数管として動作し、X線強度は電流検出器14により電流のパルス数として測定される。
A negative voltage is applied from the electric key 10 to the X-ray
最前端に位置する検出器51の接続部3−1には、その前端に他の検出器は接続されない。一方、接続部3−1には試料ホルダ20−1が挿入される。この試料ホルダ20−1の窪み23(図6(a)に示す窪み23)には、X線透過材料37、例えばカプトンまたはベリリウム箔により貫通孔34を閉塞した固定板31が嵌挿される。その結果、試料ホルダ20−1の開口22及び貫通孔34はそれぞれ固定板31及びX線透過材料37で気密に塞がれる。また、貫通孔34は、X線を透過する窓を構成する。さらに、接続部3−1を構成するフランジ2fに開口する開口2d−1は、試料ホルダ20−1により気密に塞がれる。
No other detector is connected to the front end of the connection part 3-1 of the
中央に配置される検出器50−2は、上述した第1実施形態の検出器50と同じ構成である。この検出器50−2は電荷収集法を用いた検出器として動作し、最後尾に配置される検出器50−3は試料32を透過したX線1強度を測定するX線強度測定用検出器として動作する。かかる動作をさせるために、検出器50−2では、スイッチ11−2をOFFにし、スイッチ13−2をONにして、X線強度測定用電極15aに電圧を印加せず、電荷収集用電極16aに電圧を印加する。
The detector 50-2 arranged in the center has the same configuration as the detector 50 of the first embodiment described above. This detector 50-2 operates as a detector using the charge collection method, and the detector 50-3 disposed at the end is an X-ray intensity measuring detector for measuring the intensity of
検出器50−2の前端の接続部3−2には、試料32、例えばCu箔により貫通孔34を閉塞された固定板31が嵌挿された試料ホルダ20−2が挿入される。これにより、前後の検出器51、50−2間が気密に分離され、さらに外気と検知器51、50−2内部との間の気密が保持される。
A sample holder 20-2 in which a fixing
また、検出器50−2の前端の接続部3−2に挿入された試料ホルダー20−2には、試料32に接続するリード線35がリード線溝25(図4(a)及び(c)に示すリード線溝25)に埋め込まれて試料ホルダー20−2上端から引き出される。このリード線35は電流計測器19、例えば電流パルス計数器を介して接地され、試料32に流れる電流を測定することができる。
Further, the
最後尾に配置される検出器50−3は、検出器50−2と同じく第1実施形態の検出器50と同じ構成である。この検出器50−3は、例えばガイガー計数管として動作し、試料32を透過したX線1強度を測定するX線強度測定器として動作する。そのため、検出器50−3では、スイッチ11−3をONにし、スイッチ13−3をOFFにして、X線強度測定用電極15aに電圧を印加し、電荷収集用電極16aには電圧を印加しない。
The detector 50-3 arranged at the end has the same configuration as the detector 50 of the first embodiment, like the detector 50-2. This detector 50-3 operates as a Geiger counter, for example, and operates as an X-ray intensity measuring device that measures the intensity of
検出器50−3の前端の接続部3−3には、X線透過材料37により貫通孔34を閉塞された固定板31を嵌挿する試料ホルダ20−2が挿入される。これにより、前後の検出器50−2、50−3間が気密に分離され、さらに外気と検知器50−2、50−3内部との間の気密が保持される。
The sample holder 20-2 into which the fixing
なお、図7では、検出器50−3の前端の接続部3−3に挿入された試料ホルダー20−3には、リード線35が試料ホルダー20−3上端から引き出されているが、このリード線35の電流を測定する必要はないので、リード線35を除去しても差し支えない。このとき、試料ホルダ20−2の平坦部24直下のリード線溝25(連通孔となっている。)を接着剤により封止する。
In FIG. 7, a
この最後尾に配置される検出器50−3の後端には、後端のフランジ2c(図1に示すフランジ2c)に検出器50−3の後端を気密に封止する板36を取り付ける。板36には、X線1が貫通するX線透過材料37で封じた窓が設けられ、検知器50−3に入射したX線1はこのX線透過材料37で封じた窓を透過して外部に出射される。
A
次に、かかる構造を有する検出器部55の動作を簡単に説明する。検出器部55の前端(検出器51の前端)の貫通孔34に入射するX線1は、試料ホルダ20−1に保持されるX線透過材料37を透過して検知器51に入射する。この入射X線1は、検知器51を透過する際にその強度が測定され、試料ホルダ20−2に保持される試料32を照射し試料32を透過する。
Next, the operation of the detector unit 55 having such a structure will be briefly described. The
照射された試料32の裏面(後端側の面)からオージェ電子が放出され、この電子により気体が電離されて生成したイオンの電荷は検出器50−2の電子収集用電極16に吸収され、結果としてリード線35に流れる電流として電流計測器19により測定される。
Auger electrons are emitted from the back surface (rear end surface) of the irradiated
試料32を透過したX線1は、電子収集用電極16に開設された小孔16aを貫通して検出器50−2の内部を進行し、試料ホルダ20−3に保持されるX線透過材料37を貫通して検出器50−3内に侵入する。
The
検出器50−3内に侵入したX線は、検出器50−3によりそのX線強度が測定され、後端の板36に設けられた窓(X線透過材料37)を通して外部に出射する。
X-ray intensity that has entered the detector 50-3 is measured by the detector 50-3, and is emitted to the outside through a window (X-ray transmitting material 37) provided on the
本検出器部55では、検出器51及び検出器50−3により試料32透過前後のX線強度が測定される。その測定結果に基づき透過法による試料32のX線吸収スペクトルを測定することができる。これと同時に、検出器50−3により電子収量法によるX線吸収スペクトルが測定される。従って、透過法と電子収量法の両方によるX線吸収スペクトルの測定を同時に一回の測定で行なうことができる。
In the present detector section 55, the X-ray intensity before and after transmission through the
本第2の実施形態において、X線強度を測定する検出器51,50−3には、試料32の吸収端近傍の波長を有するX線1で容易に電離する原子量の大きな気体、例えば窒素、アルゴン若しくはクリプトン又はこれらの2若しくは3種の混合気体を流入することが、感度の観点から好ましい。一方、電子収量法による測定を行なう検出器50−2には、オージェ電子により容易に電離する原子量の小さな気体、例えばHeを流入することが望ましい。これにより入射X線及び蛍光X線に起因するバックグランドが減少して感度が向上するとともに、検出器50−2内でのX線1の減衰を小さくして透過法の精度を向上することができる。
In the second embodiment, the
図8は本発明の本発明の第2実施形態X線吸収微細構造分析装置斜視図であり、分析装置の配置を表している。 FIG. 8 is a perspective view of an X-ray absorption fine structure analyzer according to the second embodiment of the present invention, showing the arrangement of the analyzer.
図8を参照して、X線源41から出射されたX線は、2枚のスリット42を通して断面矩形のビームに整形され、モノクロメータ43に入射する。モノクロメータ43は、2軸回転テーブル44の中心回転軸上に載置される。回転テーブル44の外側回転台にアーム45が固定され、このアーム45上に設置したテーブル46の上に検出器部55が載置される。モノクロメータ43から出射したX線は検出器部55に入射する。
Referring to FIG. 8, X-rays emitted from X-ray source 41 are shaped into a beam having a rectangular cross section through two
テーブル46は、アーム45の上方(z軸方向)及びアーム45延長方向に直角水平方向(x軸方向)に移動し、かつ、z軸周りの回転(θ回転)及びx−z面内の回転が可能にされている。これにより、検出器部55はの水平及び垂直方向の調整、x−z面内の位置(即ち試料位置)の調整がなされる。
The table 46 moves in the horizontal direction (x-axis direction) perpendicular to the arm 45 (z-axis direction) and in the extension direction of the
図9は本発明の第3〜第5実施形態X線吸収微細構造分析装置の検出器部断面図であり、検出器部を構成する検出器の種類と、試料ホルダの貫通孔を閉塞する材料との関係を表している。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the detector section of the X-ray absorption fine structure analyzer of the third to fifth embodiments of the present invention, and the type of detector constituting the detector section and the material that closes the through hole of the sample holder Represents the relationship.
なお、図9中、検出器61は、X線強度測定用電極15a、15bに電圧を印加してX線強度を測定する検出器、及び、検出器60は、電子収集用電極16に電圧を印加して電子収量法による測定を行なう検出器を表している。また、図9中、試料ホルダ20AはX線透過材料37により貫通孔34が閉塞された試料ホルダ20、試料ホルダ20Bは試料32により貫通孔34が閉塞された試料ホルダ20、及び、試料ホルダ20Cは貫通孔34が閉塞されていない試料ホルダ20を表している。
In FIG. 9, the
本発明の第3実施形態は、図9(a)を参照して、3個のX線強度測定用の検出器61を直列に接続する。2個の試料32が、第2番目と第3番目の検出器61の前端の接続部に挿入された2個の試料ホルダ20Bに保持される。この構成では、試料32を保持する試料ホルダ20の前後にX線強度を測定する検出器61が配置されるので、各試料32の前後のX線強度を測定することができる。このため、試料32毎の吸収スペクトルが同時に測定される。なお、試料32は同種又は異種を問わない。
In the third embodiment of the present invention, referring to FIG. 9A, three
本発明の第4実施形態の検出器部55は、図9(b)を参照して、5個の検出器61、60を、X線強度測定用検出器61と電子収量法用検出器60とが交互に配置されるように接続されている。最先端の検出器61、3番目の検出器61及び5番目の検出器61の前端に挿入された試料ホルダ20A及び5番目(最後尾)の検出器61の後端には、X線透過材料37により塞がれたX線を透過する窓が設けられる。一方、2番目及び5番目の検出器60の前端には試料32を保持する試料ホルダ20Bが挿入される。
The detector unit 55 according to the fourth embodiment of the present invention includes five
この第4実施形態の検出器部55では、試料32を保持する試料ホルダ20Bの直後に電子収量用電極16を設けた検出器60が配置される。従って、各試料の直後に配置された2個の検出器60により、2個の試料32の吸収スペクトルを電子収量法を用いて同時に測定することができる。
In the detector section 55 of the fourth embodiment, a
さらに、試料32を保持する各試料ホルダ20Bを有する検出器60の前後に、X線強度測定用の検出器61が配置される。従って、各試料32を透過する前後のX線1強度を測定することができる。これにより、各試料毎のX線吸収スペクトルを透過法により測定することができる。
Further,
このように、第4実施形態の検出器部55によれば、2個の試料のX線吸収スペクトルを、1回の測定により、透過法及び電子収量法を用いて各試料毎に測定することができる。 As described above, according to the detector unit 55 of the fourth embodiment, the X-ray absorption spectra of two samples are measured for each sample by the transmission method and the electron yield method by one measurement. Can do.
本発明の第5実施形態の検出器部55は、図9(c)を参照して、第4実施形態の検出器55の最後尾の検出器61を、直列に接続する2個の検出器61に代えたものである。
The detector unit 55 according to the fifth embodiment of the present invention has two detectors that connect the
この最後尾に位置するX線検出用の2個の検出器61は、その間の接続部3に挿入される試料ホルダ20Cは、固定板31が挿入されない又は固定板31の貫通孔34が塞がれていない。従って、最後尾の2個の検出器61は連通している。
The two
本第5実施形態の検出器部55では、2個の検出器61は連通されていてその間のX線の吸収が小さく、かつ、入射するX線を2個の検出器61で検出するので、高い測定精度が実現される。
In the detector unit 55 of the fifth embodiment, the two
上述した第2〜第5実施形態の検出器部55を一体の検出器として構成することもできる。即ち、一体の検出器容器を、分離部によりX線通過軸に沿って複数区画に分離する。本発明の第6実施形態の検出器は、図9を参照して、接続する複数の検出器60、61の容器の外壁を容器とし、接合部(試料ホルダ20A〜20Cの位置)を容器を分離する分離部に代えたものである。
The detector unit 55 of the second to fifth embodiments described above can be configured as an integrated detector. That is, the integral detector container is separated into a plurality of sections along the X-ray passage axis by the separation unit. In the detector of the sixth embodiment of the present invention, referring to FIG. 9, the outer walls of the containers of a plurality of
分離部には、第2〜第5実施形態の試料ホルダ20A〜20Cと同様の試料ホルダとその挿入部が形成されており、分離部の両側の検知器間を気密に分離することができる。また、分離部は、検知器容器内と外部との気密が試料ホルダの挿入により保持される。
The separation part is formed with a sample holder similar to the
この検知器の各区画は、第1実施形態の検知器と同様にX線強度測定と電子収量法による測定の両方の機能の何れかの機能を選択することができる。従って、何れかの機能を適宜選択して使用することで、図7又は図9に示す検出器部を、単に電極に印加するスイッチの切換のみの操作で容易に構築することができる。従って、多様な測定を簡単に行なうことができる。 Each section of the detector can select any one of the functions of both the X-ray intensity measurement and the electron yield method as in the detector of the first embodiment. Therefore, by appropriately selecting and using any of the functions, the detector shown in FIG. 7 or FIG. 9 can be easily constructed simply by switching the switch applied to the electrode. Therefore, various measurements can be easily performed.
上述した本明細書には以下の付記に記載された発明が開示されている。
(付記1)放射線照射による気体の電離を利用したX線吸収分析用検出器であって、
前記検出器の容器の前端に設けられ、他の前記検出器を前記容器内部と外気との間の気密を保持して接続する接続部と、
前記接続部に設けられ、試料又はX線透過材料により気密に閉塞可能な貫通孔と、
前記貫通孔を貫通して入射され、前記容器内を通過するX線により前記容器内に生成された電荷を収集するX線強度測定用電極とを有することを特徴とするX線吸収分析用検出器。
(付記2)前記X線強度測定用電極は、入射X線に平行に配置された平行平板状の電極対からなることを特徴とする付記1記載のX線吸収分析用検出器。
(付記3)前記容器内に前記貫通孔に近接して配設され、前記X線を貫通させる小孔を有する、前記試料から放出される電子により生成された電荷を収集するための電荷収集用電極と、
前記試料に流れる電流を測定するための電流検出部とを有することを特徴とする付記1又は2記載のX線吸収分析用検出器。
(付記4)前記電荷収集用電極は、前記X線強度測定用電極より前端に近い位置に配置されることを特徴とする付記3記載のX線吸収分析用検出器。
(付記5)放射線照射による気体の電離を利用したX線吸収分析用検出器であって、
前記検出器の容器の前端に設けられ、他の前記検出器を前記容器内部と外気との間の気密を保持して接続する接続部と、
前記接続部に設けられ、試料又はX線透過材料により気密に閉塞可能な貫通孔と、
前記容器内に前記貫通孔に近接して配設され、前記X線を貫通させる小孔を有する、前記試料から放出される電子により生成された電荷を収集するための電荷収集用電極と、
前記試料に流れる電流を測定する電流検出部とを有することを特徴とするX線吸収分析用検出器。
(付記6)前記電荷収集用電極は、前記X線の進行方向に垂直な板状電極からなることを特徴とする付記3、4又は5記載のX線吸収分析用検出器。
(付記7)試料又はX線透過材料により気密に閉塞可能な貫通孔を有するスリット状試料ホルダと、
前記接続部に設けられ、前記試料ホルダの挿入後に前記検出器内部と外気との気密が保持されるように挿入可能なホルダ挿入部とを有することを特徴とする付記1〜6の何れかに記載のX線吸収分析用検出器。
(付記8)試料により前記貫通孔が閉塞された第1の前記検出器と、
前記第1の検出器の後方に接続され、X線透過材料により前記貫通孔が閉塞された第2の前記検出器とを有し、
前記第1の検出器は、前記電荷収集用電極に動作電圧が印加され、前記X線強度測定用電極には動作電圧が印加されず、かつ電流検出部が動作されて電子収量法による測定を行い、
前記第2の検出器は、前記電荷収集用電極には動作電圧が印加されず、前記X線強度測定用電極に動作電圧が印加されて、X線強度の測定を行なうことを特徴とする付記3又は4記載のX線吸収分析用検出器を用いたX線吸収微細構造分析装置。
(付記9)付記1〜7の何れかに記載のX線吸収分析用検出器が前後に複数個接続され、
各前記検出器をX線強度測定用又は電子収量法による測定用の何れかに使用することを特徴とするX線吸収微細構造分析装置。
(付記10)前記検出器内に流す気体を、X線強度測定用又は電子収量法による測定用の別により異なるものとすることを特徴とする付記8又は9記載のX線吸収微細構造分析装置。
(付記11)前記気体は、X線強度測定時には窒素、アルゴン及びクリプトン中から選択された1つの気体又は2以上の混合気体であり、電子収量法による測定時にはヘリウムであることを特徴とする付記10記載のX線吸収微細構造分析装置。
(付記12)検出器容器をX線通過軸に沿って複数区画に分離する分離部と、
前記分離部の前記X線が透過する位置に設けられ、試料又はX線透過材料により気密に閉塞可能な貫通孔と、
前記区画内に設けられ、前記区画内を通過するX線により前記区画内に生成された電荷を収集するX線強度測定用電極と、
前記区画内に設けられ、前記X線を貫通させる小孔を有する、前記試料から放出される電子により生成された電荷を収集するための電荷収集用電極と、
前記試料に流れる電流を測定するための電流検出部とを有することを特徴とするX線吸収分析用検出器。
The present invention described above discloses the invention described in the following supplementary notes.
(Appendix 1) A detector for X-ray absorption analysis using gas ionization by radiation irradiation,
A connecting portion that is provided at a front end of the container of the detector and connects the other detector while maintaining airtightness between the inside of the container and outside air;
A through-hole provided in the connecting portion and hermetically closed by a sample or an X-ray transmitting material;
X-ray absorption analysis detection, comprising: an X-ray intensity measurement electrode that collects charges generated in the container by X-rays incident through the through-hole and passing through the container vessel.
(Supplementary note 2) The X-ray absorption analysis detector according to
(Supplementary note 3) For collecting charges generated by electrons emitted from the sample, which are disposed in the container in the vicinity of the through-hole and have a small hole through which the X-ray passes. Electrodes,
The detector for X-ray absorption analysis according to
(Supplementary note 4) The detector for X-ray absorption analysis according to
(Appendix 5) A detector for X-ray absorption analysis utilizing ionization of gas by radiation irradiation,
A connecting portion that is provided at a front end of the container of the detector and connects the other detector while maintaining airtightness between the inside of the container and outside air;
A through-hole provided in the connecting portion and hermetically closed by a sample or an X-ray transmitting material;
A charge collecting electrode for collecting charges generated by electrons emitted from the sample, the small electrode penetrating the X-ray disposed in the container in the vicinity of the through hole;
A detector for X-ray absorption analysis, comprising: a current detector for measuring a current flowing through the sample.
(Supplementary note 6) The detector for X-ray absorption analysis according to
(Supplementary note 7) a slit-shaped sample holder having a through-hole that can be airtightly closed by a sample or an X-ray transmitting material;
Any one of
(Supplementary note 8) the first detector in which the through hole is blocked by a sample;
A second detector connected to the rear of the first detector and having the through-hole closed by an X-ray transmissive material;
In the first detector, an operating voltage is applied to the charge collecting electrode, no operating voltage is applied to the X-ray intensity measuring electrode, and the current detector is operated to perform measurement by the electron yield method. Done
The second detector measures the X-ray intensity by applying an operating voltage to the X-ray intensity measuring electrode without applying an operating voltage to the charge collecting electrode. An X-ray absorption fine structure analyzer using the X-ray absorption analysis detector according to 3 or 4.
(Supplementary note 9) A plurality of detectors for X-ray absorption analysis according to any one of
An X-ray absorption fine structure analyzer characterized in that each of the detectors is used for X-ray intensity measurement or measurement by an electron yield method.
(Supplementary note 10) The X-ray absorption fine structure analyzer according to supplementary note 8 or 9, wherein the gas flowing in the detector is different depending on whether it is for X-ray intensity measurement or measurement by electron yield method. .
(Additional remark 11) The said gas is one gas selected from nitrogen, argon, and krypton at the time of X-ray intensity measurement, or two or more mixed gas, and helium at the time of the measurement by an
(Supplementary Note 12) A separation unit that separates the detector container into a plurality of sections along the X-ray passage axis;
A through-hole provided at a position where the X-ray of the separation portion is transmitted and can be airtightly closed by a sample or an X-ray transmitting material;
An X-ray intensity measuring electrode provided in the compartment and collecting charges generated in the compartment by X-rays passing through the compartment;
A charge collecting electrode for collecting charges generated by electrons emitted from the sample, the small electrode penetrating the X-ray provided in the compartment;
A detector for X-ray absorption analysis, comprising: a current detector for measuring a current flowing through the sample.
本発明は、試料のX線吸収スペクトルを測定し解析する分析装置に用いることで、測定時間を短縮することができるので、材料開発に大いに貢献することができる。 Since the present invention can be used in an analyzer that measures and analyzes an X-ray absorption spectrum of a sample, the measurement time can be shortened, so that it can greatly contribute to material development.
1 X線
2 容器
2a 胴筒
2c、2d フランジ
2c−1、2d−1 開口
2c−3 Oリング溝
2e ストッパ
2f ホルダ挿入部
2g 絶縁層
2F 前端
2R 後端
3 接続部
10,12 電源
11、13 スイッチ
14、19 電流計測器
15a、15b X線強度測定用電極
16 電荷収集用電極
16a 小孔
17 気体導入口
18 排気口
20、20A、20B、20C 試料ホルダ
20a 下端
21 基台
21a 斜面
22 開口
23 窪み
24 平坦部
25 リード線溝
26 Oリング用アリ溝
26a、28 Oリング
27 バネ溝
31 固定板
31a 絶縁膜
32 試料
33 導電体
34 貫通孔
35 リード線
36 最後端フランジ
37 X線透過材料
40 X線吸収微細構造分析装置
41 X線源
42 スリット
43 モノクロメータ
44 回転テーブル
45 アーム
46 テーブル
50、50−2、50−3、51、60、61 検出器
55 検出器部
101 X線
101a 入射X線
101b 透過X線
120 チャンバ
120a 絶縁層
121 試料ホルダ
122 試料
123 導電線
124 窓
125 電荷収集用電極
126a 気体導入口
126b 排気口
127 電流計測器
128 電源
130、131 X線検出器
132 試料
133 試料ホルダ
134 スリット
135 蛍光X線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記検出器の容器の前端に設けられ、前記容器内部と外気との間の気密を保持して他の前記検出器の後端に接続する接続部と、
前記接続部に設けられ、試料又はX線透過材料により気密に閉塞可能な貫通孔と、
前記貫通孔を貫通して入射され、前記容器内を通過するX線により前記容器内に生成された電荷を収集するX線強度測定用電極と、
前記容器内に前記貫通孔に近接して配設され、前記X線を貫通させる小孔を有する、前記試料から放出される電子により生成された電荷を収集するための電荷収集用電極と、
前記試料に流れる電流を測定するための電流検出部とを有することを特徴とするX線吸収分析用検出器。 A detector for X-ray absorption analysis using gas ionization by radiation irradiation,
Provided at the front end of the container of the detector, and a connecting portion connecting holding the airtightness between the front SL container interior and the outside air to the rear end of the other of said detectors,
A through-hole provided in the connecting portion and hermetically closed by a sample or an X-ray transmitting material;
An X-ray intensity measuring electrode that collects charges generated in the container by X-rays that are incident through the through-hole and pass through the container ;
A charge collecting electrode for collecting charges generated by electrons emitted from the sample, the small electrode penetrating the X-ray disposed in the container in the vicinity of the through hole;
A detector for X-ray absorption analysis, comprising: a current detector for measuring a current flowing through the sample .
前記検出器の容器の前端に設けられ、前記容器内部と外気との間の気密を保持して他の前記検出器の後端に接続する接続部と、
前記前端の接続部に設けられ、試料又はX線透過材料により気密に閉塞可能な貫通孔と、
前記容器内に前記貫通孔に近接して配設され、前記X線を貫通させる小孔を有する、前記試料から放出される電子により生成された電荷を収集する電荷収集用電極と、
前記試料に流れる電流を測定する電流検出部とを有することを特徴とするX線吸収分析用検出器。 A detector for X-ray absorption analysis using gas ionization by radiation irradiation,
Provided at the front end of the container of the detector, and a connecting portion connecting holding the airtightness between the front SL container interior and the outside air to the rear end of the other of said detectors,
A through hole provided in the front end connecting portion, which can be airtightly closed by a sample or an X-ray transmitting material;
A charge collection electrode for collecting charges generated by electrons emitted from the sample, the small electrode through which the X-ray penetrates and disposed near the through hole in the container;
A detector for X-ray absorption analysis, comprising: a current detector for measuring a current flowing through the sample.
前記前端の接続部に設けられ、前記試料ホルダの挿入後に前記検出器内部と外気との気密が保持されるように挿入可能なホルダ挿入部とを有することを特徴とする請求項1又は2記載のX線吸収分析用検出器。 A sample holder having a through hole that can be hermetically closed by a sample or an X-ray transmitting material;
3. A holder insertion portion, which is provided at the front end connection portion and can be inserted so that airtightness between the inside of the detector and the outside air is maintained after insertion of the sample holder. Detector for X-ray absorption analysis.
前記分離部の前記X線が透過する位置に設けられ、試料又はX線透過材料により気密に閉塞可能な貫通孔と、
前記区画内に設けられ、前記区画内を通過するX線により前記区画内に生成された電荷を収集するX線強度測定用電極と、
前記区画内に設けられ、前記X線を貫通させる小孔を有する、前記試料から放出される電子により生成された電荷を収集するための電荷収集用電極と、
前記試料に流れる電流を測定するための電流検出部とを有することを特徴とするX線吸収分析用検出器。 A separation unit for separating the detector container into a plurality of sections along the X-ray passing axis;
A through-hole provided at a position where the X-ray of the separation portion is transmitted and can be airtightly closed by a sample or an X-ray transmitting material;
An X-ray intensity measuring electrode provided in the compartment and collecting charges generated in the compartment by X-rays passing through the compartment;
A charge collecting electrode for collecting charges generated by electrons emitted from the sample, the small electrode penetrating the X-ray provided in the compartment;
A detector for X-ray absorption analysis, comprising: a current detector for measuring a current flowing through the sample.
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