JP5691902B2 - X線分析装置及びx線分析方法 - Google Patents
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Description
最初に、図1に基づき、2次元イメージ画像を得るための比較例によるX線分析装置について説明する。このX線分析装置は、X線フーリエホログラフィー法を利用するものであり、X線源11、モノクロメータ14、シャッター15、X線コリメータ12、X線吸収部(マスク部)20、観察用試料部30、検出器13等を有している。
(X線分析装置)
次に、本発明のおける第1の実施の形態におけるX線分析装置について説明する。本実施の形態におけるX線分析装置は、図6に示すX線吸収部120を用いたものであり、図7に示すように、図1に示すX線吸収部20に代えてX線吸収部120を設置したものである。本実施の形態におけるX線分析装置におけるX線吸収部120には、X線透過窓22と3つの参照穴123a、123b、123cが設けられている。尚、X線吸収部120は、X線吸収部20と同様の材料で形成されており、参照穴123a、123b及び123cは、X線吸収部20における参照穴23と同様に形成されている。また、3つの参照穴123a、123b、123cは全て略同じ大きさで形成されている。
また、本実施の形態におけるX線分析装置の変形例としては、図11に示す構造のものであってもよい。図11に示すX線分析装置は、X線源11より連続X線を出射するものであり、X線源11より出射された連続X線はモノクロメータ161により単色化される。単色化されたX線は、コヒーレンスフィルタとして機能するピンホール162を通った後、X線吸収部120に照射される。X線源11から出射されるX線は干渉性の高いX線が好ましく、例えば、放射光X線が好ましい。また、ピンホール162は、開口が数μm〜20μmφであるものが好ましい。X線吸収部120は、Au、Pt、Ir、W、Ta等の原子番号が大きく、高密度な材料の膜により形成されており、この膜に、X線透過窓22と3つの参照穴123a、123b、123cが設けられている。
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、X線吸収部に2つの参照穴を設けた構造のものである。
次に、第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態におけるX線分析装置を用いて、試料32の3次元イメージ画像を得るX線分析方法である。図15に基づき本実施の形態におけるX線分析方法について説明する。
(付記1)
X線が発せられるX線源と、
前記X線を遮蔽する基材に、前記X線が透過する透過窓と前記透過窓よりも小さく前記X線の可干渉となる位置に設けられた複数の参照穴を有するマスク部と、
前記マスク部を透過したX線が照射される試料と、前記試料を支持する試料支持部材と、を有する観察用試料部と、
前記X線が照射された試料により生じる散乱X線と前記参照穴を通過した参照X線との干渉により生じたホログラムと、前記複数の参照穴を通過した参照X線同士の干渉により生じたホログラムを検出する検出器と、
前記検出器により得られた前記参照X線同士の干渉によるホログラムに基づき前記試料の3次元イメージ画像を得るための処理を行う処理部と、
を備えることを特徴とするX線分析装置。
(付記2)
前記処理部は、前記複数の参照穴からの参照X線同士の干渉による干渉イメージ像の強度に基づき、前記試料支持部材及び前記試料の少なくともいずれかを透過した後の参照X線の強度を算出することを特徴とする付記1に記載のX線分析装置。
(付記3)
前記試料を所定の角度回転させる試料回転部を備え、
前記試料回転部により前記試料を回転させ、所定の角度ごとの複数の前記試料の2次元イメージ画像を得ることを特徴とする付記1または2に記載のX線分析装置。
(付記4)
前記処理部は、前記試料支持部材及び前記試料の少なくともいずれかを透過した後の参照X線の強度を算出することにより前記試料の2次元イメージの強度を補正することを特徴とする付記2または3に記載のX線分析装置。
(付記5)
前記処理部は、強度補正された前記試料の2次元イメージ画像をラドン変換することにより前記試料の3次元イメージ画像を得ることを特徴とする付記4に記載のX線分析装置。
(付記6)
前記X線吸収部に設けられている前記参照穴は3つであることを特徴とする付記1から5のいずれかに記載のX線分析装置。
(付記7)
複数の前記参照穴の大きさは略等しいことを特徴とする付記1から6のいずれかに記載のX線分析装置。
(付記8)
X線を遮蔽する基材にX線の透過窓と前記透過窓よりも小さく前記X線の可干渉となる位置に設けられた複数の参照穴とを有するマスク部を透過して前記X線を試料に照射する工程と、
前記X線に照射された試料により生じる散乱X線と前記参照穴を通過した参照X線との干渉により生じたホログラムと、前記複数の参照穴を通過した参照X線同士の干渉により生じたホログラムを検出する工程と、
前記参照X線同士の干渉によるホログラムに基づき前記試料の3次元イメージ画像を得るための処理を行う工程と、を備えることを特徴とするX線分析方法。
(付記9)
試料支持部材に支持された試料により散乱された散乱X線と、3以上の参照穴より照射され前記試料支持部材を透過した参照X線との干渉により生じたホログラムを検出器により検出する工程と、
前記ホログラムをフーリエ変換することにより、前記参照X線同士の干渉による3つ以上の干渉イメージ像の強度を取得する工程と、
前記3つ以上の干渉イメージ像の各々の強度に基づき、前記試料支持部材を透過した前記参照X線の強度を算出し、前記算出された強度に基づき補正された参照X線による前記試料の2次元イメージ画像を得る工程と、
前記試料を所定の角度回転させる度に、前記検出器により検出する工程、前記干渉イメージ像の強度を取得する工程と、前記試料の2次元イメージ画像を得る工程を行ない、前記補正された参照X線による角度ごとの前記試料の2次元イメージ画像を複数得る工程と、
前記試料の角度ごとに得られる複数の前記2次元イメージ画像をラドン変換することにより前記試料の3次元イメージ画像を得る工程と、
を有することを特徴とするX線分析方法。
(付記10)
前記X線吸収部に設けられている前記参照穴は3つであることを特徴とする付記9に記載のX線分析方法。
(付記11)
前記参照X線の強度の補正は、前記試料支持部材を透過した3つの前記参照X線の強度と、3つの前記干渉イメージ像の強度との関係に基づき、前記試料支持部材を透過した前記参照X線の強度を算出し、
前記試料支持部材を透過した前記参照X線の強度に基づき、前記試料支持部材を透過する前の前記参照X線の強度となるように補正するものであることを特徴とする付記10に記載のX線分析方法。
(付記12)
試料支持部材に支持された試料により散乱された散乱X線と、2つの参照穴より照射され前記試料支持部材を透過した参照X線との干渉及び、前記参照X線同士の干渉により生じたホログラムを前記検出器により検出する工程と、
前記ホログラムをフーリエ変換することにより前記参照X線同士の干渉による干渉イメージ像の強度及び2つの前記試料の2次元イメージ画像の強度を取得する工程と、
前記干渉イメージ像の強度及び2つの前記2次元イメージ画像の強度に基づき、前記試料支持部材を透過した前記参照X線の強度を算出し、前記算出された強度に基づき補正された参照X線による前記試料の2次元イメージ画像を得る工程と、
前記試料を所定の角度回転させる度に、前記検出器により検出する工程、前記干渉イメージ像の強度を取得する工程と、前記試料の2次元イメージ画像を得る工程を行ない、前記補正された参照X線による角度ごとの前記試料の2次元イメージ画像を複数得る工程と、
前記試料の角度ごとに得られる複数の2次元イメージ画像をラドン変換することにより前記試料の3次元イメージ画像を得る工程と、
を有することを特徴とするX線分析方法。
(付記13)
前記参照X線の強度の補正は、前記試料支持部材を透過した2つの前記参照X線の強度及び前記試料に照射されるX線の強度と、前記干渉イメージ像の強度及び2つの2次元イメージ画像の強度との関係に基づき、前記試料支持部材を透過した前記参照X線の強度を算出し、
前記試料支持部材を透過した前記参照X線の強度に基づき、前記試料支持部材を透過する前の前記参照X線の強度となるように補正するものであることを特徴とする付記12に記載のX線分析方法。
(付記14)
観察用試料部に設置された試料により散乱された散乱X線と、2以上の参照穴より照射され前記試料支持部材を透過した参照X線との干渉及び前記参照X線同士の干渉により生じたホログラムを検出器により検出する工程と、
前記ホログラムをフーリエ変換することにより前記参照X線同士の干渉による干渉イメージ像の強度または前記試料の2次元イメージ画像の強度を取得する工程と、
前記干渉イメージ像の強度に基づき、前記観察用試料部における参照X線の吸収量を算出する工程と、
を有することを特徴とするX線分析方法。
12 X線コリメータ
13 検出器
14 モノクロメータ
15 シャッター
16 コントローラ
17 コンピュータ
18 検出器コントローラ
19 表示部
20 X線吸収部
21 金属層
22 X線透過窓
23 参照穴
24 フレーム
25 試料支持部材(支持膜)
29 第1ステージ
30 観察用試料部
31 支持膜
32 試料
39 第2ステージ(試料回転部)
120 X線吸収部
123a、123b、123c 参照穴
152a、152b、152c 試料の2次元イメージ画像
153ab、153bc、153ac 干渉イメージ像
Claims (5)
- X線が発せられるX線源と、
前記X線を遮蔽する基材に、前記X線が透過する透過窓と前記透過窓よりも小さく前記X線の可干渉となる位置に設けられた複数の参照穴を有するマスク部と、
前記マスク部を透過したX線が照射される試料と、前記試料を支持する試料支持部材と、を有する観察用試料部と、
前記X線が照射された試料により生じる散乱X線と前記参照穴を通過した参照X線との干渉により生じたホログラムと、前記複数の参照穴を通過した参照X線同士の干渉により生じたホログラムを検出する検出器と、
前記検出器により得られた前記参照X線同士の干渉によるホログラムに基づき前記試料の3次元イメージ画像を得るための処理を行う処理部と、
を備え、
前記処理部は、前記参照X線同士の干渉による干渉イメージ像から、前記試料支持部材及び前記試料の少なくともいずれかを透過した後の参照X線の強度を算出し、前記強度が一定となるように補正することを特徴とするX線分析装置。 - 前記試料を所定の角度回転させる試料回転部を備え、
前記試料回転部により前記試料を回転させ、所定の角度ごとの複数の前記試料の2次元イメージ画像を得ることを特徴とする請求項1に記載のX線分析装置。 - 前記処理部は、前記試料支持部材及び前記試料の少なくともいずれかを透過した後の参照X線の強度を算出することにより前記試料の2次元イメージの強度を補正することを特徴とする請求項1または2に記載のX線分析装置。
- 前記処理部は、強度補正された前記試料の2次元イメージ画像をラドン変換することにより前記試料の3次元イメージ画像を得ることを特徴とする請求項3に記載のX線分析装置。
- X線を遮蔽する基材にX線の透過窓と前記透過窓よりも小さく前記X線の可干渉となる位置に設けられた複数の参照穴とを有するマスク部を透過して前記X線を試料に照射する工程と、
前記X線に照射された試料により生じる散乱X線と前記参照穴を通過した参照X線との干渉により生じたホログラムと、前記複数の参照穴を通過した参照X線同士の干渉により生じたホログラムを検出する工程と、
前記参照X線同士の干渉によるホログラムに基づき、前記参照X線同士の干渉による干渉イメージ像から、前記試料支持部材及び前記試料の少なくともいずれかを透過した後の参照X線の強度を算出し、前記強度が一定となるように補正することにより、前記試料の3次元イメージ画像を得るための処理を行う工程と、を備えることを特徴とするX線分析方法。
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JP2011154278A JP5691902B2 (ja) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | X線分析装置及びx線分析方法 |
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