JP5606226B2 - Ｘ線モノクロメータ及びｘ線分光装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線モノクロメータ、その製造方法及びＸ線分光装置に関する。

Ｘ線モノクロメータは、図６に示すような構成のＸ線分光装置の中で用いられる。図６に示す様に、半径Ｒのローランド円１４の円周上に、Ｘ線モノクロメータ１１０、Ｘ線源１２、及びＸ線検出器１３が配置される。Ｘ線源１２は、蛍光Ｘ線を発生する試料等である。Ｘ線源１２から放射された多様な波長成分を含むＸ線（入射Ｘ線１６）がＸ線モノクロメータ１１０の各位置で反射して、反射Ｘ線１７がＸ線検出器１３の検出面上で集光されて、Ｘ線の強度が測定される。この際、Ｘ線の反射には回折現象を利用しており、下記のＢｒａｇｇ条件（式１）を満たす特定の波長のみがＸ線検出器１３によって測定される。Ｘ線源１２、及びＸ線検出器１３をローランド円１４の円周上を移動させ、入射角度θを変更することにより、式１に対応した各波長のＸ線強度を測定することができる。
２ｄｓｉｎθ＝ｎλ・・・（式１）
（式中、ｄ：構造周期、θ：入射角、回折角（Ｂｒａｇｇ角）、ｎ：回折の次数、λ：Ｘ線の波長を示す。）
Ｘ線モノクロメータ１１０の各反射位置においては、式１を満足するように、その各位置において点Ｂに向かう方向の構造周期性を有しており、その構造周期が式１におけるｄである。すなわち、Ｘ線モノクロメータ１１０は、ローランド円の直径（２Ｒ）を曲率半径として湾曲しており、湾曲面の法線方向に周期性を有する材料から構成される。

さらに、Ｘ線検出器１３の位置において、反射Ｘ線１７が集光されるように、Ｘ線モノクロメータ１１０の表面形状は、ローランド円１４の円周に沿っていることが好ましく、このような構成のものをヨハンソン型モノクロメータという。しかしながら、モノクロメータ表面の形状が、ローランド円の直径（２Ｒ）を半径とする円１５の円周に沿った、図６に示すようなヨハン型モノクロメータが用いられることも多い。

Ｘ線モノクロメータに用いられる構造周期性材料は、Ｘ線の波長が比較的長波長である場合には、構造周期を容易に可変できるという観点から、主に無機物からなる数ｎｍの構造周期を有する人工多層膜が用いられることが多い。さらに、Ｘ線の分光性能を向上させるためには、前記人工多層膜には、有機物等の電子密度の低い材料を用いることが好ましい。特許文献１には、層空間に有機カチオンを包摂した、層状構造を有する粘土、及び雲母鉱物を前記構造周期性材料に用いたＸ線モノクロメータが開示されている。

一方で、分子の自己集合によって形成される周期構造を有する多孔質膜と、そのＸ線光学素子への応用が、特許文献２に開示されている。この多孔質膜は、対称反射面が膜全体にわたって同一の方向にあり、６回対称軸を有する球状の細孔からなる膜である。この多孔質膜の対称性に基づく該膜の面内方向のＸ線回折をＸ線光学素子に応用している。前記多孔質膜へＸ線を全反射条件で入射させて、全反射したＸ線と、面内における回折Ｘ線とに、Ｘ線を分けるスプリッタや、前記多孔質膜へのＸ線の入射方向によって面内における回折Ｘ線の強度が変化することを用いた変調器が報告されている。

特開昭６３−９４２００号公報 特開２００５−２４６３６９号公報

上記の文献では、改善すべき課題がある。特許文献１のＸ線モノクロメータは、有機物を電子密度の低い層として用いているため、Ｘ線の分光性能が限定的となることがある。よりＸ線の分光性能を向上させるためには、有機物よりもさらに電子密度の低い材料を用いることが求められていた。

一方、特許文献２に開示されている多孔質膜は、曲面上で形成すること自体が極めて困難である。この多孔質膜を形成するためには、基板上面に形成した高分子層を一方向から擦る所謂ラビング処理が必要となる。しかし、Ｘ線モノクロメータのような湾曲面上では、ラビング処理を均一に施すことが困難であり、特許文献２の多孔質膜を、Ｘ線モノクロメータに適用することは困難であった。

本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、Ｘ線分光性能が良好なＸ線モノクロメータを提供するものである。

本発明の一側面としてのＸ線モノクロメータは、凹面を有する基板と、
該凹面上に形成された複数の細孔を有する無機酸化物膜と、を備え、
前記無機酸化物膜の複数の細孔は、前記凹面の法線方向に周期的に積層されており、
前記複数の細孔は、チューブ状であり、
前記凹面の法線方向の前記細孔の周期性に起因したＸ線の回折によってＸ線を分光する
ことを特徴とするＸ線モノクロメータ。

本発明のその他の側面については、以下で説明する実施の形態で明らかにする。

本発明によれば、Ｘ線分光性能が良好なＸ線モノクロメータ及びその製造方法を提供することができる。

Ｘ線モノクロメータ及びＸ線分光装置を示す概略図である。 Ｘ線モノクロメータに用いる基板を示す概略図である。 本発明の実施例及び比較例で用いる基板を示す概略図である。 球状細孔を有する多孔質膜を用いたＸ線モノクロメータを示す図である。 本発明の実施形態における多孔質膜を示す模式図である。 従来のＸ線モノクロメータ及びＸ線分光装置を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明者は鋭意研究を重ねた結果、複数のチューブ状細孔からなる多孔質の無機酸化物膜、あるいは、対称反射面の方向が異なる複数の局所細孔構造を有する複数の球状細孔からなる多孔質の無機酸化物膜を用いることで、Ｘ線分光性能が良好になることを見出した。

本実施形態を、図１に示すＸ線モノクロメータ及びＸ線分光装置に基づいて説明する。本実施形態のＸ線モノクロメータ１１は、凹面を有する基板１８の前記凹面上に形成されており、多孔質無機酸化物膜から構成されている。凹面は、ローランド円の直径を曲率半径として湾曲している。Ｘ線モノクロメータの多孔質無機酸化物膜は、基板１８の凹面の法線方向１９に構造周期（以下、法線構造周期）を有する。ローランド円とは、図１における円１４のことを示す。すなわち、Ｘ線源１２、Ｘ線検出器１３、及びＸ線モノクロメータ１１が、その円周上に配置される円である。なお、Ｘ線源としては、蛍光Ｘ線を発生する試料等を用いることができる。

本実施形態のＸ線モノクロメータは、無機酸化物の多孔質膜からなり、有機物よりもきわめて電子密度の低い空気がスペーサとなり、周期構造を形成していることを特徴とする。そのため、Ｄａｒｗｉｎ−Ｐｒｉｎｓの式に従い、Ｘ線回折（反射）が起きるための条件、すなわち、Ｘ線の入射角度、及びＸ線の波長範囲が狭くなるため、Ｘ線の波長分解能を向上させることができる。

また、本実施形態における多孔質無機酸化物膜は、前駆体反応液を基板上面に塗布して反応を通して作製される。そのため、膜を形成する最小構成は、分子、あるいは原子であり、前記多孔質無機酸化物膜は平滑になる。その点からもＸ線波長分解能の良好なＸ線モノクロメータを提供できる。

図５は本実施形態における多孔質無機酸化物膜を示す模式図である。図５（ａ）は複数のチューブ状細孔を有する多孔質膜、図５（ｂ）は複数の球状細孔を有する多孔質膜の模式図である。本実施形態における多孔質無機酸化物膜は、複数のチューブ状細孔、あるいは球状細孔が単位構造として周期的に積層されている。また、前記単位構造は基板の湾曲した凹面の法線方向に構造周期を有する。これらの法線構造周期は、Ｂｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ配置のθ−２θスキャニングＸ線回折によって測定することができる。なお、チューブ状の複数の細孔は、膜の表面に平行な方向に延びており、二次元ヘキサゴナル構造に配列されていることが好ましく、球状の複数の細孔は、六方最密構造に配列されていることが好ましい。

本実施形態における細孔（チューブ状および球状）とは、内部が空孔で外壁が無機酸化物で覆われているものをいう。これらの細孔は、製造工程における膜の収縮に伴って、つぶれることがあるが、本実施形態における細孔（チューブ状および球状）は、法線構造周期が均一であるために、アスペクト比（細孔断面の短径／細孔断面の長径）が０．３０以上であることが好ましい。

球状細孔を単位構造とする膜４５の場合、対称反射面４２と対称反射面４４とが非平行であることが必要である（図４）。対称反射面４２は、膜４５のある領域（第１領域）に在る局所細孔構造について定義される膜面に垂直な６回対称軸４１を含む面（第１対称反射面）である。対称反射面４４は、他の領域（第２領域）の局所細孔構造について同様に定義される膜面に垂直な６回対称軸４３を含む面（第２対称反射面）である。これは、球状細孔を単位構造とする膜を形成した際に、膜内において２つ以上の領域の局所細孔構造から形成されていることを意味する。なお、特許文献２のように、細孔構造が単一の領域から構成されていると、本実施形態のような曲面上においては、膜に亀裂を生じることがあり、Ｘ線モノクロメータに適用することは困難である。

本実施形態の多孔質無機酸化物膜は、例えば、細孔の鋳型となる有機物である界面活性剤、無機成分の前駆体、酸を含んだ反応液を、基板上面に接触保持する水熱合成法を用いて製造することができる。また、例えば、界面活性剤、無機酸化物の前駆体、酸、溶媒を含んだ溶液を基板上に塗布して、溶媒が蒸発する際に有機−無機複合体膜が形成されるプロセス等を用いて製造することもできる。溶液（反応液）の塗布方法としては、スピンコート法やディップコート法を例示することができる。

多孔質膜を得る際には、上記の方法で作製した膜から、有機物を除去して、その部分を細孔とする。有機物の除去には、従来公知のいずれの方法も用いることが可能であり、例えば、酸素雰囲気中での焼成、溶剤による抽出、オゾン酸化による方法等を用いることができる。一般には、焼成工程が用いられるが、膜や基板を焼成時の高温にさらすことができない場合は、溶媒による抽出やオゾン酸化による工程を用いることによって、有機物を除去する。

本実施形態における多孔質無機酸化物膜は、必要とされるＸ線モノクロメータの機能を発現する限り、無機酸化物が形成する細孔内部に有機物が残存している膜であっても、有機物が完全に除去された多孔質膜であってもかまわない。有機物の除去によって、多孔質膜が基板の上面の法線方向に収縮し、法線構造周期が小さくなる場合には、焼成時の温度など、有機物の除去プロセスを、適宜、選択することによって法線構造周期を調整することができる。また、分光対象となるＸ線の波長領域に対応させることもできる。

本実施形態における多孔質無機酸化物膜は、前駆体液を基板上に塗布するという、比較的速いプロセスによって多孔質無機酸化物膜が形成できるため、製造時間を短縮することができ、低コストでＸ線モノクロメータを提供することができる。さらに、一般にドライプロセスで作製される人工多層膜と異なり、本実施形態の多孔質無機酸化物膜は、前述のようなウェットプロセスによって作製することが可能であり、プロセスの精密制御を要せず、簡便にＸ線モノクロメータを提供することができる。

本実施形態における多孔質無機酸化物膜の無機酸化物は、多孔質膜を形成する限り、特に限定されないが、例えば、シリカ、チタニア、ジルコニア等を挙げることができる。十分な強度の反射Ｘ線を検出できる限り、Ｘ線波長分解能の観点から電子密度の低い材料を用いることが好ましく、例えば、シリカを用いることによりＸ線の波長分解能を向上させることができる。
また、本実施形態のＸ線モノクロメータの多孔質膜は無機酸化物から構成されているため、Ｘ線照射等によって酸化劣化してＸ線の分光性能が劣化する恐れがないため、安定的なＸ線モノクロメータを提供することができる。

多孔質無機酸化物膜を形成するための細孔の鋳型となる有機物は、本実施形態の膜を形成する限り、特に限定されず、例えば、界面活性剤に代表される両親媒性分子等を挙げることができる。用いる有機物を適切に選択することにより、膜における有機物の集合体サイズを制御し、膜の法線構造周期の制御が可能となる。例えば、ポリエチレンオキシドを親水部とする非イオン性界面活性剤を有機分子として使用する場合、ポリエチレンオキシドの鎖長が長くなるにつれて、膜の法線構造周期が大きくなる。すなわち、分光対象となるＸ線の波長領域に応じて、適宜、適切な有機分子を選択し、法線構造周期を調整する。
本実施形態において、基板の材質は、膜の作製プロセスにおいて損傷を受けない限り、特に限定されず、例えば、ガラス等を用いることができる。

本実施形態において、基板上面の形状は、ローランド円の直径を曲率半径として湾曲した凹面である。凹面は、図２のＸ線源２２、及びＸ線検出器２１が配置された断面方向の軸２４の方向に湾曲していることが好ましい。さらに、凹面が、軸２５、すなわち前記断面の垂直方向にも湾曲していることによって、より高強度でＸ線を検出することができる。なお、軸２４の方向のみに湾曲した凹面上に形成されたものを円筒湾曲型モノクロメータ、軸２４、及び軸２５の方向に湾曲した凹面上に形成されて物を球状湾曲型モノクロメータと称する。

基板上面は、膜が形成される面であり、均一で平滑な膜を作製するために、反応液の濡れ性を向上させる表面処理を施すことができる。例えば、親水性の反応液を用いる場合には、オゾンアッシング等によって表面の有機物を除去し、基板上面を親水化することができる。なお、基板上面にラビング処理を施すと、球状細孔からなる膜の場合、凹面上では膜に亀裂を生じることがある。

以下、チューブ状細孔を有する多孔質膜（チューブ状細孔多孔質膜）、及び球状細孔を有する多孔質膜（球状細孔多孔質膜）に関し、それぞれの膜を用いた場合のＸ線モノクロメータの特徴について述べる。これらの特徴と、Ｘ線分光装置において必要となるＸ線モノクロメータの仕様（モノクロメータのサイズ、ローランド円の直径、波長範囲、波長分解能、Ｘ線反射強度等）とを鑑みて、適宜、適切な方の膜を用いたＸ線モノクロメータを選択すればよい。

表１に、チューブ状細孔を有する多孔質膜、及び球状細孔を有する多孔質膜の特徴を示す。これらの特徴により、複合的に、Ｘ線の反射強度、Ｘ線の波長分解能等が決まる。

次に、本実施形態のＸ線モノクロメータを用いたＸ線分光装置について述べる。
本実施形態に係るＸ線分光装置は、上述の本実施形態のＸ線モノクロメータと、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、を有することを特徴とする。

Ｘ線分光装置においては、図１のように、Ｘ線源、Ｘ線検出器、及びＸ線モノクロメータが配置される。Ｘ線源からの入射Ｘ線の入射角、及びＸ線検出器への反射Ｘ線の反射角θを連動してスキャンすることにより、Ｂｒａｇｇ条件（式１）に対応した波長のＸ線がＸ線検出器によって測定される。

Ｘ線の波長が比較的長い場合、Ｘ線の光路長にもよるが、分光装置内のガスによっても吸収、あるいは散乱されるため、適宜、Ｘ線源、Ｘ線検出器、及びＸ線モノクロメータの配置される部分をチャンバーで覆い、減圧することが好ましい。

以下、実施例を用いて本実施形態を具体的に説明するが、本実施形態はこれに限定されない。
本実施例は、チューブ状細孔を有する多孔質膜による円筒湾曲型モノクロメータを、界面活性剤とシリカ前駆体を含む反応液を基板上に塗布することによって作製する例である。
まず、図３に示す湾曲した凹面を有するガラス基板（たて２５ｍｍ、よこ２５ｍｍ、高さ１０ｍｍ）を準備する。基板の該凹面は、軸３１の方向に曲率半径を２００ｍｍ（ローランド円の直径）として球状型に湾曲している。ガラス基板は、アセトン、イソプロピルアルコール、及び純水で洗浄し、オゾン装置中で表面をクリーニングする。

次に、チューブ状細孔を有する多孔質膜を作製するための反応液を準備する。２２．９ｇのポリエチレンオキシド１０ヘキサデシルエーテルを９００ｍＬのイソプロピルアルコールで撹拌しながら溶解させた後、撹拌しながら、２８ｍＬの塩酸（０．１Ｍ）、３５ｍＬの超純水、１５６ｍＬのテトラエトキシシランを加えて反応液を作製する。前記反応液を撹拌しながら、室温下において２時間放置する。

図３に示すガラス基板の面３Ｒの位置を下にして、反応液中に浸し、面３Ｌの位置の方から毎秒２ｍｍの速度で引き上げ、基板上に反応液をディップコートする。ディップコート後の基板は、２０℃、湿度４０％の恒温恒湿器中に入れて１日以上保持して膜をエージングし、Ｘ線モノクロメータとして用いる。形成された膜の一部を剥離して、電子顕微鏡で観察すると、チューブ状細孔多孔質膜であることを確認できる。

Ｘ線マイクロビーム（３μｍφ、８ｋｅＶ）を用いたＢｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ配置でのθ−２θスキャニングＸ線回折測定で、作製したＸ線モノクロメータを分析する。その結果、法線構造周期が膜の各位置において５．２４ｎｍであることを示す回折ピークを確認できる。

Ｘ線モノクロメータを電気炉中に導入し、温度を毎分２℃ずつ４００℃になるまで昇温する。４００℃になってから１０時間保持した後、毎分２℃ずつ室温になるまで降温する。焼成後のモノクロメータを、Ｘ線マイクロビーム（３μｍφ、８ｋｅＶ）を用いたＢｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ配置でのθ−２θスキャニングＸ線回折測定で分析すると、法線構造周期が膜の各位置において３．３３ｎｍに収縮していることを確認できる。また、赤外吸収スペクトル等によって、Ｘ線モノクロメータから有機物が除去されていることを確認することができる。

図１のように、Ｘ線源１２（炭素３０％、窒素１０％、水素６０％含有のサンプルからの蛍光Ｘ線）、Ｘ線検出器１３、及びＸ線モノクロメータ１１を、半径１００ｍｍのローランド円の円周上に配置し、Ｘ線源１２及びＸ線源を連動させてＸ線分光装置を作製する。ローランド円の部分を真空チャンバーで覆い、減圧下で測定を行う。θを１５°から４５°の範囲でスキャンすると、１．７２ｎｍから４．７１ｎｍの波長範囲までのＸ線スペクトルを測定できる。また、θ＝４２．２°、及び２８．３°において、炭素、及び窒素の固有Ｘ線を測定することができる。Ｘ線の波長分解能は、半値幅で０．０３５ｎｍである。

本実施例は、球状状細孔を有する多孔質膜による円筒湾曲型モノクロメータを、界面活性剤とシリカ前駆体を含む反応液を基板に塗布することによって作製する例である。
まず、図３に示す湾曲した凹面を有するガラス基板（たて２５ｍｍ、よこ２５ｍｍ、高さ１０ｍｍ）を準備する。基板の該凹面は、軸３１の方向に曲率半径を２００ｍｍ（ローランド円の直径）として球状型に湾曲している。ガラス基板は、アセトン、イソプロピルアルコール、及び純水で洗浄し、オゾン装置中で表面をクリーニングする。

次に、構造体膜作製のための反応液を準備する。２７．５ｇのポリエチレンオキシド１０ヘキサデシルエーテルを５００ｍＬのエタノールで撹拌しながら溶解させた後、撹拌しながら、２５ｍＬの塩酸（０．１Ｍ）、２５ｍＬの超純水、１１２ｍＬのテトラエトキシシランを加えて反応液を作製する。前記反応液を撹拌しながら、室温下において２時間放置する。

図３に示すガラス基板の面３Ｒの位置を下にして、反応液中に浸し、面３Ｌの位置の方から毎秒２ｍｍの速度で引き上げ、基板上に反応液をディップコートする。ディップコート後の基板は、２０℃、湿度４０％の恒温恒湿器中に入れて１日以上保持してＸ線モノクロメータを作製する。形成された膜の一部を剥離して、電子顕微鏡で観察すると、球状細孔多孔質膜であることを確認できる。また、電子顕微鏡の断面観察によって、複数の球状細孔が六方最密構造に配列されていることを確認できる。

Ｘ線マイクロビーム（３μｍφ、８ｋｅＶ）を用いたＢｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ配置でのθ−２θスキャニングＸ線回折測定で分析すると、法線構造周期が膜の各位置において５．６５ｎｍであることを確認できる。また、シリコンウェハの平面上で、同様の実験条件で形成した多孔質膜は、φ−２θχスキャニングＸ線回折測定（Ｘ線入射角：０．２°）によって面内方向にも回折パターンを微弱ではあるが検出することができる。しかし、その検出位置（２θχ＝１．２３°）においてφスキャンをしてもロッキングカーブにおいて顕著なピークが見られない。これは、この実験条件で形成される球状細孔シリカ多孔質膜が、対称反射面の異なる複数の局所細孔構造が、膜内に存在することを意味する。

Ｘ線モノクロメータを電気炉中に導入し、温度を毎分２℃ずつ５５０℃になるまで昇温する。５５０℃になってから１０時間保持した後、毎分２℃ずつ室温になるまで降温する。焼成後のモノクロメータを、Ｘ線マイクロビーム（３μｍφ、８ｋｅＶ）を用いたＢｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ配置でのθ−２θスキャニングＸ線回折測定で分析すると、法線構造周期が膜の各位置において４．２６ｎｍであることを確認できる。また、赤外吸収スペクトル等によって、有機物がモノクロメータから除去されていることを確認することができる。

図１のように、Ｘ線源１２（炭素３０％、窒素１０％、水素６０％含有のサンプルからの蛍光Ｘ線）、Ｘ線検出器１３、及びＸ線モノクロメータ１１を、半径１００ｍｍのローランド円の円周上に配置し、Ｘ線源１２及びＸ線源を連動させてＸ線分光装置を作製する。ローランド円の部分を真空チャンバーで覆い、減圧下で測定を行う。θを１５°から４５°の範囲でスキャンすると、２．２１ｎｍから６．０２ｎｍの波長範囲までのＸ線スペクトル測定できる。また、θ＝３１．６°、及び２１．８°において、炭素、及び窒素の固有Ｘ線を測定することができる。Ｘ線の波長分解能は、半値幅で０．０４８ｎｍである。

（比較例１）
本比較例は、合成雲母による球状湾曲型モノクロメータを作製し、その性能を検討する例である。
まず、図３に示す湾曲した凹面を有するガラス基板を準備する。基板の該凹面は、軸３１、及び軸３２の２方向に曲率半径を２００ｍｍ（ローランド円の直径）として球状型に湾曲している。ガラス基板は、アセトン、イソプロピルアルコール、及び純水で洗浄し、オゾン装置中で表面をクリーニングする。

次に前記基板に塗布する塗布液を調整する。合成雲母ナトリウムテニオライト１０ｇを、ｎ−ブチルアミン塩酸塩水溶液（０．４Ｍ）を５０ｍＬに加えて２時間攪拌する。精製水で数回洗浄して、攪拌処理を行った後、ポリオキシエチレンラウリルアミン塩酸塩水溶液（５ｗｔ％）を２００ｍＬ加えて２４時間イオン交換処理を行う。得られる懸濁液をブフナーロートで減圧脱水し、精製水で数回洗浄する。洗浄物を８０℃で乾燥させてから、ベンゼン中に入れ、ホモジナイザーで分散させる。このベンゼン懸濁液を前記基板上に塗布し、室温乾燥させた後、１１０℃で乾燥させる。

Ｘ線マイクロビーム（３μｍφ、８ｋｅＶ）を用いたθ−２θスキャニングＸ線回折測定で、作製したＸ線モノクロメータを分析すると、法線構造周期が膜の各位置において３．４８ｎｍであることを確認できる。また、接触式表面段差計により、膜の表面粗さが最大高さＲｙにおいて８５０ｎｍであることがわかる。

図１のように、Ｘ線源１２（炭素３０％、窒素１０％、水素６０％含有のサンプルからの蛍光Ｘ線）、Ｘ線検出器１３、及びＸ線モノクロメータ１１を、半径１００ｍｍのローランド円の円周上に配置し、Ｘ線源１２及びＸ線源を連動させてＸ線分光装置を作製する。ローランド円の部分を真空チャンバーで覆い、減圧下で測定を行う。θを１５°から４５°の範囲でスキャンすると、１．８０ｎｍから４．９２ｎｍの波長範囲までのＸ線スペクトルを測定でき、炭素、及び窒素の、それぞれの固有Ｘ線を、θ＝４０．０°、及び２７．０°において確認することができる。その分光性能は、半値幅で０．１２ｎｍである。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１１ Ｘ線モノクロメータ
１２ Ｘ線源
１３ Ｘ線検出器
１４ ローランド円（中心：Ａ）
１５ ローランド円の直径を曲率半径とする円弧（中心：Ｂ）
１６ 入射Ｘ線
１７ 反射Ｘ線
１８ 基板

Claims (8)

1. 凹面を有する基板と、
   該凹面上に形成された複数の細孔を有する無機酸化物膜と、を備え、
   前記無機酸化物膜の複数の細孔は、前記凹面の法線方向に周期的に積層されており、
   前記複数の細孔は、チューブ状であり、
   前記凹面の法線方向の前記細孔の周期性に起因したＸ線の回折によってＸ線を分光する
   ことを特徴とするＸ線モノクロメータ。
2. チューブ状の前記複数の細孔は、前記無機酸化物膜の表面に平行な方向に延びており、二次元ヘキサゴナル構造に配列されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線モノクロメータ。
3. Ｘ線源と、
   請求項１または２に記載のＸ線モノクロメータと、
   Ｘ線検出器と、を有し、
   前記Ｘ線検出器が前記細孔の周期性に起因したＸ線の回折によって分光したＸ線を検出するＸ線検出器であることを特徴とするＸ線分光装置。
4. 前記Ｘ線源と、前記Ｘ線モノクロメータと、前記Ｘ線検出器がローランド円の円周上にあり、前記Ｘ線モノクロメータの前記凹面がローランド円の直径を曲率半径として湾曲していることを特徴とする請求項３に記載のＸ線分光装置。
5. ローランド円の直径を曲率半径として湾曲する凹面を有する基板と、
   該凹面上に形成された複数の細孔を有する無機酸化物膜と、を備え、
   前記無機酸化物膜の複数の細孔は、前記凹面の法線方向に周期的に積層されており、
   前記複数の細孔は、球状であり、
   前記無機酸化物膜の第１領域に在る複数の細孔の６回対称軸を含みかつ該前記無機酸化物膜の表面に垂直な第１対称反射面と、前記無機酸化物膜の第２領域に在る複数の細孔の６回対称軸を含みかつ該前記無機酸化物膜の表面に垂直な第２対称反射面と、が非平行である
   ことを特徴とするＸ線モノクロメータ。
6. 球状の前記複数の細孔は、六方最密構造に配列されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のＸ線モノクロメータ。
7. 前記凹面は、ローランド円の直径を曲率半径として湾曲している
   ことを特徴とする請求項５または６に記載のＸ線モノクロメータ。
8. Ｘ線源と、
   請求項５乃至７のいずれか１項に記載のＸ線モノクロメータと、
   Ｘ線検出器と、を備える
   ことを特徴とするＸ線分光装置。

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