JPH01187441A - Ｘ線回折装置の三軸回転ゴニオメータ - Google Patents
Ｘ線回折装置の三軸回転ゴニオメータInfo
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- JPH01187441A JPH01187441A JP63010763A JP1076388A JPH01187441A JP H01187441 A JPH01187441 A JP H01187441A JP 63010763 A JP63010763 A JP 63010763A JP 1076388 A JP1076388 A JP 1076388A JP H01187441 A JPH01187441 A JP H01187441A
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、Ｘ線回折装置のゴニオメータの基本的な構造
に関する。
に関する。
［従来の技術］
まず、Ｘ線回折装置（特にデイフラクトメータ）の基本
的な構造について説明する。Ｘ線回折装置では、Ｘ線源
と受光スリットとが試料から等距離にあり、試料を中心
とした一定の円上に常にＸ線源と受光スリットとが位置
するようになっている。
的な構造について説明する。Ｘ線回折装置では、Ｘ線源
と受光スリットとが試料から等距離にあり、試料を中心
とした一定の円上に常にＸ線源と受光スリットとが位置
するようになっている。
この円をデイフラクトメータ円と呼んでいる。Ｘ線回折
装置のゴニオメータを大きく分類すると、このデイフラ
クトメータ円が水平面内にある横型ゴニオメータと、デ
イフラクトメータ円が鉛直面内にある縦型ゴニオメータ
とに分かれる。
装置のゴニオメータを大きく分類すると、このデイフラ
クトメータ円が水平面内にある横型ゴニオメータと、デ
イフラクトメータ円が鉛直面内にある縦型ゴニオメータ
とに分かれる。
また、Ｘ線回折装置では、試料の被測定格子面に対する
Ｘ線の入射角（θ）を変化させるために、試料とＸ線源
の相対位置関係を変化させる必要があり、またそれに応
じて試料と受光スリットの相対位置関係も変化させる必
要がある。そこで、Ｘ線回折装置では、Ｘ線源と試料と
受光スリットのうち、いずれか二つを試料中心軸の回り
に回転できるようにしである。したがって、Ｘ線回折装
置のもう一つの分類方法として、Ｘ線源固定（θ−２０
走査法）、試料固定（θ−θ走査法）、受光スリット固
定（すなわちＸ線検出器が固定）の３種類に分類するこ
とができる。そして、上述の横型および縦型ゴニオメー
タのそれぞれについて、この３種類の構造が考えられる
。
Ｘ線の入射角（θ）を変化させるために、試料とＸ線源
の相対位置関係を変化させる必要があり、またそれに応
じて試料と受光スリットの相対位置関係も変化させる必
要がある。そこで、Ｘ線回折装置では、Ｘ線源と試料と
受光スリットのうち、いずれか二つを試料中心軸の回り
に回転できるようにしである。したがって、Ｘ線回折装
置のもう一つの分類方法として、Ｘ線源固定（θ−２０
走査法）、試料固定（θ−θ走査法）、受光スリット固
定（すなわちＸ線検出器が固定）の３種類に分類するこ
とができる。そして、上述の横型および縦型ゴニオメー
タのそれぞれについて、この３種類の構造が考えられる
。
その中で一般的なものは、横型でＸ線源固定のもの、縦
型でＸ線源固定のもの、縦型で試料固定のもの（特に試
料が水平に固定されるもの。このタイプのものは「水平
ゴニオメータ」と呼ばれることかある）などである。
型でＸ線源固定のもの、縦型で試料固定のもの（特に試
料が水平に固定されるもの。このタイプのものは「水平
ゴニオメータ」と呼ばれることかある）などである。
［発明が解決しようとする課題］
上述したように、Ｘ線回折装置の従来のゴニオメータは
、試料とＸ線源とＸ線検出器のうち、いずれか一つが回
転不能に固定されているものであって、そのいずれが固
定されるかによって、それぞれに一長一短がある。各構
造の不利な点だけを挙げると、たとえば、Ｘ線源固定の
ものは、試料台とＸ線検出器が回転するので、これらに
あまり重い構造を採用できない。また、試料固定のもの
は、Ｘ線源が回転するので、Ｘ線源として大掛かりなも
のは使用できない。
、試料とＸ線源とＸ線検出器のうち、いずれか一つが回
転不能に固定されているものであって、そのいずれが固
定されるかによって、それぞれに一長一短がある。各構
造の不利な点だけを挙げると、たとえば、Ｘ線源固定の
ものは、試料台とＸ線検出器が回転するので、これらに
あまり重い構造を採用できない。また、試料固定のもの
は、Ｘ線源が回転するので、Ｘ線源として大掛かりなも
のは使用できない。
そこで、本発明の目的は、Ｘ線源と試料とＸ線検出器の
すべてを回転可能にしたゴニオメータを提供することに
ある。
すべてを回転可能にしたゴニオメータを提供することに
ある。
［課題を解決するための手段および作用］本発明に係る
Ｘ線回折装置の三軸回転ゴニオメータは、試料中心軸の
回りに回転可能な試料台と、前記試料中心軸の回りに回
転可能なＸ線源と、前記試料中心軸の回りに回転可能な
Ｘ線検出器とを有する。
Ｘ線回折装置の三軸回転ゴニオメータは、試料中心軸の
回りに回転可能な試料台と、前記試料中心軸の回りに回
転可能なＸ線源と、前記試料中心軸の回りに回転可能な
Ｘ線検出器とを有する。
このゴニオメータをＸ線回折測定に使用するときは、通
常は、試料台とＸ線源とＸ線検出器のうちのいずれか二
つを連動させ、残りの一つを固定しておくことになる。
常は、試料台とＸ線源とＸ線検出器のうちのいずれか二
つを連動させ、残りの一つを固定しておくことになる。
したがって、このゴニオメータは、Ｘ線源固定のゴニオ
メータ、試料台固定のゴニオメータ、Ｘ線検出器固定の
ゴニオメータとしてそれぞれ機能することができる。
メータ、試料台固定のゴニオメータ、Ｘ線検出器固定の
ゴニオメータとしてそれぞれ機能することができる。
この三軸回転ゴニオメータは、横型ゴニオメータにも、
縦型ゴニオメータにも適用できるものである。
縦型ゴニオメータにも適用できるものである。
本発明の別の特徴によれば、ざらに、試料台とＸ線源と
Ｘ線検出器とが、ベース板上に配置され、このベース板
が水平状態と鉛直状態とに切り換え可能である。これに
より、三軸回転ゴニオメータを縦型にも横型にも使用で
きて、１台のゴニオメータで、多くのタイプのゴニオメ
ータとしての機能を果たすことができる。
Ｘ線検出器とが、ベース板上に配置され、このベース板
が水平状態と鉛直状態とに切り換え可能である。これに
より、三軸回転ゴニオメータを縦型にも横型にも使用で
きて、１台のゴニオメータで、多くのタイプのゴニオメ
ータとしての機能を果たすことができる。
［実施例］
第１図は本発明の一実施例の鉛直断面図である。
すなわち、この実施例は、横型の三軸回転ゴニオメータ
である。このゴニオメータは、主要な構成要素として、
ベース板１０と、試料台組立２ｏと、検出器組立３０と
、Ｘ線管組立４ｏとを含み、各組立は軸受を介して互い
に組み合わされている。
である。このゴニオメータは、主要な構成要素として、
ベース板１０と、試料台組立２ｏと、検出器組立３０と
、Ｘ線管組立４ｏとを含み、各組立は軸受を介して互い
に組み合わされている。
ベース板１０には、円形の空所１１が形成され、鉛直に
延びる中空円筒部１２が固定されている。
延びる中空円筒部１２が固定されている。
試料台組立２０は、試料台２１と、試料台２１に固定さ
れて中空円筒部１２内を下方に延びるシャフト２２と、
シャフト２２の下端に固定されたつｔ−ムホイール２３
とを含む。シャフト２２と中空円筒部１２との間には、
軸受２４と２５が配置されている。両軸受の間には、ス
ペーサ２６が設けられている。試料台２１には試料板２
７を取り付けることができる。ウオームホイール２３に
はつｔ−ム２８が噛み合っており、ウオーム２８は、第
２図に示すように、パルスモータ２９に連結されている
。
れて中空円筒部１２内を下方に延びるシャフト２２と、
シャフト２２の下端に固定されたつｔ−ムホイール２３
とを含む。シャフト２２と中空円筒部１２との間には、
軸受２４と２５が配置されている。両軸受の間には、ス
ペーサ２６が設けられている。試料台２１には試料板２
７を取り付けることができる。ウオームホイール２３に
はつｔ−ム２８が噛み合っており、ウオーム２８は、第
２図に示すように、パルスモータ２９に連結されている
。
検出器組立３０は、検出器アーム３１と、この検出器ア
ーム３１に固定されて下方に延びる中空シャフト３２と
、中空シャフト３２の下端に固定されたウオームホイー
ル３３とを含む。中空シャフト３２と中空円筒部１２と
の間には、軸受３４と３５が配置されている。両軸受の
間には、スペーサ３６が設けられている。検出器アーム
３１にはＸ線検出器３７が固定されている。ウオームホ
イール３３にはウオーム３８が噛み合っており、ウオー
ム３８は、第２図に示すのと同様に、パルスモータ（図
示せず）に連結されている。
ーム３１に固定されて下方に延びる中空シャフト３２と
、中空シャフト３２の下端に固定されたウオームホイー
ル３３とを含む。中空シャフト３２と中空円筒部１２と
の間には、軸受３４と３５が配置されている。両軸受の
間には、スペーサ３６が設けられている。検出器アーム
３１にはＸ線検出器３７が固定されている。ウオームホ
イール３３にはウオーム３８が噛み合っており、ウオー
ム３８は、第２図に示すのと同様に、パルスモータ（図
示せず）に連結されている。
Ｘ線管組立４０は、Ｘ線管アーム４１と、このＸ線管ア
ーム４１に固定されて下方に延びる中空シャフト４２と
、中空シャフト４２の下端に固定されたウオームホイー
ル４３とを含む。中空シャフト４２と、検出器組立３０
の中空シャフト３２との間には、軸受４４と４５が配置
されている。
ーム４１に固定されて下方に延びる中空シャフト４２と
、中空シャフト４２の下端に固定されたウオームホイー
ル４３とを含む。中空シャフト４２と、検出器組立３０
の中空シャフト３２との間には、軸受４４と４５が配置
されている。
両軸受の間には、スペーサ４６が設けられている。
Ｘ線管アーム４１にはスライド機構４７を介してＸ線管
４８が取り付けられている。つｔ−ムホイール４３には
ウオーム４９が噛み合っており、ウオーム４９は、第２
図に示すのと同様に、パルスモータ（図示せず）に連結
されている。
４８が取り付けられている。つｔ−ムホイール４３には
ウオーム４９が噛み合っており、ウオーム４９は、第２
図に示すのと同様に、パルスモータ（図示せず）に連結
されている。
結局、試料台２１とＸ線検出器３７とＸ線管４８は、試
料中心軸１５の回りに回転可能となっている。
料中心軸１５の回りに回転可能となっている。
検出器アーム３１には散乱防止スリット５１と受光スリ
ット５２が配置され、Ｘ線管アーム４１には発散スリッ
ト５３が取り付けられている。Ｘ線管４Ｂは、スライド
機構４７によって紙面に垂直な方向に移動できるように
なっている。スライド機構４７は、パルスモータ（図示
せず〉で駆動される。
ット５２が配置され、Ｘ線管アーム４１には発散スリッ
ト５３が取り付けられている。Ｘ線管４Ｂは、スライド
機構４７によって紙面に垂直な方向に移動できるように
なっている。スライド機構４７は、パルスモータ（図示
せず〉で駆動される。
次に、このゴニオメータの使用方法を説明する。
第３図から第９図までは、この使用方法を説明する平面
図であり、Ｘ線管４８の回転角をθｓ１試料台２１の回
転角をθ。、Ｘ線検出器３７の回転角をθ、で表してい
る。これらの図では、Ｘ線焦点５４と試料５５とＸ線検
出器３７の相対位置関係だけを示している。なお、これ
らの図は第１図の横型ゴニオメータに対する動作図であ
るから、平面図となっているが、本発明を縦型ゴニオメ
ータに適用した場合には、第３図から第９図までを正面
図として見ることができる。
図であり、Ｘ線管４８の回転角をθｓ１試料台２１の回
転角をθ。、Ｘ線検出器３７の回転角をθ、で表してい
る。これらの図では、Ｘ線焦点５４と試料５５とＸ線検
出器３７の相対位置関係だけを示している。なお、これ
らの図は第１図の横型ゴニオメータに対する動作図であ
るから、平面図となっているが、本発明を縦型ゴニオメ
ータに適用した場合には、第３図から第９図までを正面
図として見ることができる。
Ａ、Ｘ線管固定
θ、＝固定にしたときは、第３図に示すように、θＣと
θＤを１対２の速度比で連動させる。この例は、横型ゴ
ニオメータの最も一般的な配置関係と同じである。
θＤを１対２の速度比で連動させる。この例は、横型ゴ
ニオメータの最も一般的な配置関係と同じである。
Ｂ、試料台固定
θ。＝固定にしたときは、第４図に示すように、θ８と
θ、を１対１の速度比で連動させる。試料台が固定され
るので、試料台に高圧容器等の重いアタッチメントを取
り付けることかできる。また、もし縦型ゴニオメータで
このような配置を取れば、試料を水平に固定することが
できる。
θ、を１対１の速度比で連動させる。試料台が固定され
るので、試料台に高圧容器等の重いアタッチメントを取
り付けることかできる。また、もし縦型ゴニオメータで
このような配置を取れば、試料を水平に固定することが
できる。
第５図は試料台固定の別の使用例を示す。この例では、
試料５５は傾斜して固定される。すなわち、被測定格子
面は試料５５の表面に対して傾斜している。なお、被・
測定格子面の法線は符号５６で示されている。試料５５
の傾斜を変化させて回折測定を行えば、試料の歪みを測
定することが可能になる。すなわち、試料５５に応力が
作用すると、格子面間隔が方向によって伸び縮みするが
、第５図の方法によって、任意の方向の試料の歪みを測
定することが可能になる。
試料５５は傾斜して固定される。すなわち、被測定格子
面は試料５５の表面に対して傾斜している。なお、被・
測定格子面の法線は符号５６で示されている。試料５５
の傾斜を変化させて回折測定を行えば、試料の歪みを測
定することが可能になる。すなわち、試料５５に応力が
作用すると、格子面間隔が方向によって伸び縮みするが
、第５図の方法によって、任意の方向の試料の歪みを測
定することが可能になる。
第６図は試料台固定のさらに別の使用例を示す。
この例でも、被測定格子面は試料５５の表面に対して傾
斜している。ただし、試料５５は傾斜することなく固定
され、Ｘ線焦点５４とＸ線検出器３７の方が第６図に示
すように回転移動する。
斜している。ただし、試料５５は傾斜することなく固定
され、Ｘ線焦点５４とＸ線検出器３７の方が第６図に示
すように回転移動する。
旦−入隻剪■塁恩亙
θ、＝固定にしたときは、第７図に示すように、θ。と
θ、を１対２の速度比で連動させる。Ｘ線検出器３７が
固定されるので、Ｘ線検出器として、半導体検出器（Ｓ
ＳＤ）等の重い検出器を利用できる。
θ、を１対２の速度比で連動させる。Ｘ線検出器３７が
固定されるので、Ｘ線検出器として、半導体検出器（Ｓ
ＳＤ）等の重い検出器を利用できる。
第８図は、Ｘ線検出器固定の別の使用例を示す。
この例では、θ。とθ、は１対２の速度比で連動するの
ではなくて、θ。−θ、−αの関係で試料台が回転する
。すなわち、試料５５にはＸ線が常に角度αで入射する
ようになっている。この例は、薄膜試料を回折測定する
ためのもので、入射角を小さく固定することによって、
Ｘ線が薄膜内を進む距離をかせいでいる。角度αは、通
常、２°〜５°に設定される。
ではなくて、θ。−θ、−αの関係で試料台が回転する
。すなわち、試料５５にはＸ線が常に角度αで入射する
ようになっている。この例は、薄膜試料を回折測定する
ためのもので、入射角を小さく固定することによって、
Ｘ線が薄膜内を進む距離をかせいでいる。角度αは、通
常、２°〜５°に設定される。
Ｄ、Ｘ線管固定かつ試料台固定
この例は、上述の第８図に示す薄膜測定の別の方法であ
る。すなわち、第９図に示すように、Ｘ線焦点５４と試
料５５との相対位置関係を角度αで固定しておき、Ｘ線
検出器３７だけを回転させている。
る。すなわち、第９図に示すように、Ｘ線焦点５４と試
料５５との相対位置関係を角度αで固定しておき、Ｘ線
検出器３７だけを回転させている。
以上説明したように、このゴニオメータによれば各種の
測定方法が可能になり、測定目的および使用する試料ア
タッチメントなどに応じて、測定方法を選択することが
できる。
測定方法が可能になり、測定目的および使用する試料ア
タッチメントなどに応じて、測定方法を選択することが
できる。
上述の実施例は本発明を横型ゴニオメータに適用したも
のであるが、本発明はもちろん縦型ゴニオメータにも適
用できる。
のであるが、本発明はもちろん縦型ゴニオメータにも適
用できる。
次に三軸回転ゴニオメータを縦型と横型とに切り換えて
使用できる例を示す。第１０図において、ベース板１０
には、これと垂直な補助板１３が一体に固定され、ベー
ス板組立１４が構成されている。ベース板組立１４の直
角部分は枢支部材１６で回転可能に支持されている。ベ
ース板１０と補助板１１には、枢支部材１６から離れた
位置に２個の脚１７が設けられている。なお、ベース板
１０上のゴニオメータ部分１８は想像線で簡略化して示
しである。
使用できる例を示す。第１０図において、ベース板１０
には、これと垂直な補助板１３が一体に固定され、ベー
ス板組立１４が構成されている。ベース板組立１４の直
角部分は枢支部材１６で回転可能に支持されている。ベ
ース板１０と補助板１１には、枢支部材１６から離れた
位置に２個の脚１７が設けられている。なお、ベース板
１０上のゴニオメータ部分１８は想像線で簡略化して示
しである。
この実施例では、第１０図に示す状態の横型ゴニオメー
タ形式を、第１１図に示す縦型ゴニオメータ形式に切り
換えることができる。すなわち、第１０図のベース板組
立１４を矢印１９の方向に９０度回転させると第１１図
の状態になる。逆の操作をすれば、縦型ゴニオメータを
横型ゴニオメ一部に変更することができる。
タ形式を、第１１図に示す縦型ゴニオメータ形式に切り
換えることができる。すなわち、第１０図のベース板組
立１４を矢印１９の方向に９０度回転させると第１１図
の状態になる。逆の操作をすれば、縦型ゴニオメータを
横型ゴニオメ一部に変更することができる。
［発明の効果］
請求項１の発明は、試料台とＸ線源とＸ線検出器のすべ
てを試料中心軸の回りに回転可能に配置したので、試料
台とＸ線源とＸ線検出器のうちの任意の二つを連動させ
て回折測定を実施することができ、一つのゴニオメータ
で各種の測定方法を採用できる効果かある。
てを試料中心軸の回りに回転可能に配置したので、試料
台とＸ線源とＸ線検出器のうちの任意の二つを連動させ
て回折測定を実施することができ、一つのゴニオメータ
で各種の測定方法を採用できる効果かある。
また、請求項２の発明は、請求項１の特徴に加えて、ベ
ース板の姿勢を水平と鉛直とで切り換え可能にしたので
、１台のゴニオメータで横型の三軸回転ゴニオメータと
縦型の三軸回転ゴニオメータとを兼用させることができ
る。
ース板の姿勢を水平と鉛直とで切り換え可能にしたので
、１台のゴニオメータで横型の三軸回転ゴニオメータと
縦型の三軸回転ゴニオメータとを兼用させることができ
る。
第１図は請求項１の発明の一実施例の鉛直断面図、
第２図はこの実施例で使用する回転駆動機構の平面図、
第３図から第９図までは、この実施例の使用方法を示す
平面図、 第１０図は請求項２の発明の一実施例を示す斜視図、 第１１図はこの実施例の別の状態を示す斜視図である。 １０・・・ベース板 １５・・・試料中心軸 ２１・・・試料台 ３７・・・Ｘ線検出器 ４８・・・Ｘ線管 ５４・・・Ｘ線焦点 ５５・・・試料
平面図、 第１０図は請求項２の発明の一実施例を示す斜視図、 第１１図はこの実施例の別の状態を示す斜視図である。 １０・・・ベース板 １５・・・試料中心軸 ２１・・・試料台 ３７・・・Ｘ線検出器 ４８・・・Ｘ線管 ５４・・・Ｘ線焦点 ５５・・・試料
Claims (2)
- （１）試料中心軸の回りに回転可能な試料台と、前記試
料中心軸の回りに回転可能なＸ線源と、前記試料中心軸
の回りに回転可能なＸ線検出器とを有する、Ｘ線回折装
置の三軸回転ゴニオメータ。 - （２）前記試料台と前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とが、
ベース板上に配置され、このベース板が水平状態と鉛直
状態とに切り換え可能である、請求項１記載のＸ線回折
装置の三軸回転ゴニオメータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63010763A JPH01187441A (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | Ｘ線回折装置の三軸回転ゴニオメータ |
| DE3901625A DE3901625A1 (de) | 1988-01-22 | 1989-01-20 | Goniometer in einer roentgenstrahlbeugungseinrichtung |
| US07/299,584 US4972448A (en) | 1988-01-22 | 1989-01-23 | Goniometer in an x-ray diffraction device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63010763A JPH01187441A (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | Ｘ線回折装置の三軸回転ゴニオメータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01187441A true JPH01187441A (ja) | 1989-07-26 |
Family
ID=11759372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63010763A Pending JPH01187441A (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | Ｘ線回折装置の三軸回転ゴニオメータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4972448A (ja) |
| JP (1) | JPH01187441A (ja) |
| DE (1) | DE3901625A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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