JPH0566296A - 軟x線多層膜分光素子 - Google Patents
軟x線多層膜分光素子Info
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- JPH0566296A JPH0566296A JP3227498A JP22749891A JPH0566296A JP H0566296 A JPH0566296 A JP H0566296A JP 3227498 A JP3227498 A JP 3227498A JP 22749891 A JP22749891 A JP 22749891A JP H0566296 A JPH0566296 A JP H0566296A
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Abstract
検出器に入射せず、かつ、ブラッグ反射軟X線強度が低
下することのない軟X線多層膜分光素子を提供すること
を目的とする。 【構成】 重元素層14と軽元素層15とが交互に積層
されたブラッグ回析効果を有する多層膜12を備えた軟
X線多層膜分光素子10において、前記重元素層14と
軽元素層15とが接する積層面18に対して平行でない
多層膜表面部13を有し、かつこの表面13によって最
外面が形成されていることを特徴とする軟X線多層膜分
光素子10。
Description
の無機・有機材料の化学状態、化学組成、不純物濃度、
中でも軽元素を高感度で分析できる装置に必要な軟X線
を選択する分光素子に関するものである。
される単色軟X線を発生させるために多層膜分光素子が
用いられている。この素子は、重元素層と軽元素層と交
互に積層されたブラッグ回析効果を有する多層膜からな
るもので、従来は多層膜の各層が基板と平行でかつ多層
膜の重元素層と軽元素層とが接する面(積層面)と多層
膜の表面とが平行である多層膜分光素子が使用されてい
た。
て分光する場合の光学系の一例を図6に示す。この光学
系は放射光源1、入射放射光2、多層膜分光素子3、ブ
ラッグ反射軟X線4、全反射軟X線5、スリット6、出
射軟X線を利用する分析装置7、分析装置内の軟X線検
出器8、検出記入力信号記録部9から構成される。
いる光学系では、放射光の強度が従来のX線の強度と比
較して3桁以上高いこと、また多層膜分光素子3による
反射効率が軟X線領域では他の分光素子である結晶や回
析格子に比較して数倍から数百倍高いことから、通常の
軟X線を使用して分析を行う方法よりも高感度の分析が
可能となっていた。
を多層膜分光素子3に入射させた場合、多層膜構造のた
め生じるブラッグ反射軟X線4は入射放射光が多層膜の
積層面となす角度と同一の角度で出射する。また、全反
射軟X線5は多層膜の表面に対する入射角と同一の角度
で出射していく。
平行でかつ多層膜の積層面と多層膜表面部とが平行な関
係にある多層膜分光素子3を放射光に代表される連続X
線の分光に使用すると、ブラッグ反射軟X線4と全反射
軟X線5とは同一の角度で反射するので、両者とも分析
装置内の試料に入射される。すると、分析に必要なブラ
ッグ反射軟X線4に全反射軟X線5が重なり、この全反
射軟X線5がノイズ源となって、測定したい信号のSN
比を低下させるため、期待されるほどの高感度分析が困
難であるという問題があった。参考として、従来の多層
膜分光素子3で放射光を分光した場合のX線のエネルギ
ープロファイル例を図7に示す。図7中Aで示すよう
に、取り出したいブラッグ反射軟X線4よりも低いエネ
ルギーの全反射軟X線5が出射している。
保護層を積層して多層膜の積層面の法線と平行でない法
線を有する最外面を形成し、全反射軟X線5をブラッグ
反射軟X線4とは異なる方向へ出射させて、全反射軟X
線5を除去することなどが考えられる。しかしこの場
合、入射放射光(連続X線)2やブラッグ反射軟X線4
が保護層を通過するため、保護層による吸収の効果を受
けて、ブラッグ反射軟X線強度が減少するという問題が
生じた。
案されたもので、その目的は分光分析に不必要で分析精
度を低下させる全反射軟X線5が軟X線検出器8に入射
するのを防ぐことができ、ブラッグ反射軟X線強度が減
少することのない多層膜分光素子3を提供することであ
る。
め、本発明は重元素層と軽元素層とが交互に積層された
ブラッグ回析効果を有する多層膜を備えた軟X線多層膜
分光素子において、前記重元素層と軽元素層とが接する
積層面に対して平行でない多層膜の表面部を有し、この
表面によって最外面を形成することを特徴とする多層膜
分光素子を要旨とするものである。但し、前記重元素層
とはタングステンあるいは金などの質量の重い元素を含
有してなる層であり、軽元素層とは炭素あるいはケイ素
等の質量の軽い元素を含有してなる層である。
させた場合、多層膜構造のため生じるブラッグ反射軟X
線は入射放射光が多層膜の積層面となす角度と同一の角
度で出射していくのに対して、全反射軟X線は入射放射
光が多層膜の表面となす角度と同一の角度で出射してい
く。
面に対して平行でないので、多層膜の積層面および多層
膜の表面部のそれぞれの面で反射する軟X線は異なった
方向へ出射する。すなわち、全反射軟X線とブラッグ反
射軟X線とが分離されることになり、その結果、ブラッ
グ反射軟X線のみを軟X線検出器に入射させることが可
能となる。しかも、前記多層膜上に保護層を形成した従
来の素子と異なり、本発明の軟X線多層膜分光素子で
は、入射X線やブラッグ反射軟X線が保護層を通過しな
いため、保護層による吸収を受けず、反射効率低下を回
避できる。
分光素子を詳しく説明する。なお前記従来例と同一構成
部分には、同一符号を付して説明を簡略化する。
膜分光素子10の構造を示す断面図である。この多層膜
分光素子10は基板部11、多層膜12から構成されて
いる。前記多層膜12は重元素層14と軽元素層15と
が交互に積層されることにより構成され、最上面は多層
膜表面部13となっている。この多層膜表面部13は多
層膜12の表面を研磨して、表面をrms単位で50オ
ングストローム程度に荒すことにより、細かい凹凸形状
に形成されている。この凹凸形状は各部分の表面に対す
る法線の大部分が多層膜12の積層面18の法線と平行
にならないように形成されている。
10を備えた多層膜反射鏡3と放射光とを用いて分光を
行う場合の光学系を示す。この光学系は放射光源1、入
射放射光2、多層膜分光素子10、ブラッグ軟X線4、
全反射軟X線5、スリット6、ブラッグ軟X線4を利用
する分析装置7から構成される。そして前記分析装置7
はさらに軟X線検出器8、検出記入力信号記録部9から
構成されている。
X線4のプロファイルを図3に示す。多層膜表面部13
が多層膜12の積層面18と平行に形成されている多層
膜分光素子を用いて分光した場合のプロファイル(図
7)と比較すると、全反射軟X線5がほとんど除去され
ていることが明かである。しかも、多層膜表面部13上
に炭素からなる厚さ300オングストロームの保護層を
形成し、その表面にrms単位で50オングストローム
の凹凸を形成した場合と比較して、ブラッグ反射軟X線
強度は2%程度高い値が得られた。
いては、凹凸形状に形成された多層膜表面部13によっ
て素子の最外面を形成したので、入射放射光2が前記多
層膜表面部13で反射して生じる全反射軟X線5は乱反
射されて多層膜12の積層面18で反射して生じるブラ
ッグ反射軟X線4とは重なることがない。従って本実施
例の軟X線多層膜分光素子10においては、ノイズとな
る全反射軟X線5が軟X線検出器8に入射することを防
ぐことができ、分析精度の向上、高感度の分析が可能と
なった。
いては、前記多層膜12の多層膜表面部13が素子の最
外面となっているので、入射放射光2の強度低下および
出射光であるブラッグ反射軟X線4の強度低下を回避で
きた。従って本実施例の軟X線多層膜分光素子10によ
ればこの点でも、分析精度向上、高感度分析が可能とな
った。
いては、素子の最外面が規則的な凹凸形状の繰り返しで
形成されているので、巨視的にみた場合、多層膜12の
厚さが変化することはない。従って本実施例の軟X線多
層膜分光素子10は、大型化が容易である。
膜分光素子10の構造を示す断面図である。本実施例の
軟X線多層膜分光素子10と実施例1の多層膜分光素子
10との相違点は多層膜表面部13の形状である。この
実施例では多層膜12を斜めに研磨して、多層膜表面部
13を多層膜12の積層面18に対して、約0.1度の
角度を有する傾斜面となるように形成した。この軟X線
多層膜分光素子10を用いて放射光の分光を行う場合の
光学系は実施例1の図2に示した光学系と同じである。
一層と軽元素層15一層の厚みとを加えた厚さ)と入射
放射光2が多層膜12に入射するときの入射角θ1 、ブ
ラッグ反射軟X線4の波長λとの間には下記一般式
(I)
軟X線4は多層膜12から入射角と同じ角度であるθ1
の角度で出射していく。一方多層膜表面部13にはほぼ
θ2(=θ1 +0.1度)の角度で入射放射光2(連続
X線)が入射しているため、全反射軟X線5はほぼθ2
の角度で多層膜表面部13から出射していく。この為、
ブラッグ反射軟X線4と全反射軟X線5との間には近似
的にθ1 −θ2 (=0.1度)の角度差が生じる。する
と、ブラッグ反射軟X線4が検出される位置では全反射
軟X線5は検出されない。この時得られたブラッグ反射
軟X線4のプロファイルも実施例1の結果と同様の形状
であり、全反射軟X線5が除去されていた。しかも、前
記多層膜表面部13上に炭素からなる保護層が形成され
ている従来の素子の場合と比較すると、2%程度高いブ
ラッグ反射軟X線強度が得られた。
いては、多層膜表面部13を多層膜12の積層面18に
対して約0.1度の角度を有するように形成したので、
ブラッグ反射軟X線4と全反射軟X線5との出射の方向
が異なる。従って本実施例の軟X線多層膜分光素子10
では、実施例1と同様に分析精度が向上し、高感度分析
が可能になるという作用効果が得られた。
膜分光素子10の構造を示す断面図である。この多層膜
分光素子10の多層膜表面部13は以下の方法で形成さ
れたものである。 作成した平面形状の多層膜表面部13に0.5mm間
隔のライン&スペースのマスクを載せる。 前記マスクを多層膜表面部13に平行面内で平行移動
させながら、多層膜表面部13をイオンエッチングさせ
て鋸刃状に形成する。この鋸刃状の多層膜表面部13の
斜面は多層膜12の積層面18に対して約0.1度の角
度を有する傾斜面となった。
射光を用いて分光を行う場合の光学系は実施例1の図2
に示した光学系と同じである。しかも、実施例2と同じ
原理でブラッグ反射軟X線4と全反射軟X線5との間に
は近似的にθ1 −θ2 (=0.1度)の角度差が生じ
る。この為、ブラッグ反射軟X線4が検出される位置で
は全反射軟X線5は検出されない。この時得られたブラ
ッグ反射軟X線4のプロファイルも実施例1で示したプ
ロファイル(図3)と定性的に同様の形状となって、全
反射軟X線5が除去されていた。しかも、前記多層膜表
面部13上に炭素からなる保護層が形成されている従来
の素子の場合と比較すると、単位当りのブラッグ反射軟
X線強度は4%程度高い値が得られた。
いては、多層膜表面部13に鋸刃状の凹凸が形成されて
いるので、多層膜12の積層面18と多層膜表面部13
との各々の法線が重なることがない。従って本実施例の
軟X線多層膜分光素子10では、実施例1と同様の分析
精度向上、高感度分析が可能となる、および素子の大型
化が可能となる等の作用効果が得られた。
形状は多層膜12の積層面18と平行関係にならない面
を有するならどの様な形状でもよい。この為、前記多層
膜表面部13の形状は凹凸形状、山形形状、曲面形状等
種々の表面形状全てが効果を有することは言うまでもな
い。
膜分光素子は、重元素層と軽元素層とが接する積層面に
対して平行にならないように多層膜表面部が形成されて
おり、この多層膜表面部が素子の最外面となっているの
で、軟X線多層膜分光素子に入射した入射放射光のう
ち、素子の最外面で反射されている全反射軟X線と多層
膜の積層面で反射されているブラッグ反射軟X線とは異
なった方向へ出射する。その結果、反射光である全反射
軟X線とブラッグ反射軟X線とは重なることがない。従
って本発明の軟X線多層膜分光素子においては、ノイズ
となる全反射軟X線が軟X線検出器に入射することを防
ぐことができるので、分析精度が向上し、高感度の分析
が可能となった。
は、多層膜の表面部が分光素子の最外面となっているの
で、多層膜上に保護膜が形成された従来の軟X線多層膜
分光素子と比較して、前記保護層による入射放射光の強
度低下および出射光であるブラッグ反射軟X線の強度低
下も回避できる。従って本発明の軟X線多層膜分光素子
によればこの点でも分析精度の向上、高感度分析が可能
となった。
系を示す概略図
ッグ反射軟X線のプロファイルを示すグラフ
略図
た場合のX線のエネルギープロファイルの一例を示すグ
ラフ
Claims (1)
- 【請求項1】 重元素層と軽元素層とが交互に積層され
たブラッグ回析効果を有する多層膜を備えた軟X線多層
膜分光素子において、 前記重元素層と軽元素層とが接する積層面に対して平行
でない多層膜の表面部を有し、この表面部によって最外
面が形成されていることを特徴とする軟X線多層膜分光
素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03227498A JP3095031B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 軟x線多層膜分光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03227498A JP3095031B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 軟x線多層膜分光素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0566296A true JPH0566296A (ja) | 1993-03-19 |
JP3095031B2 JP3095031B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=16861835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03227498A Expired - Lifetime JP3095031B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 軟x線多層膜分光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3095031B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008197593A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-08-28 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | X線用透過型回折格子、x線タルボ干渉計およびx線撮像装置 |
CN113594269A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-02 | 成都信息工程大学 | 一种表面承载有组合多层膜的基板、x射线探测器及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
KR102237843B1 (ko) * | 2018-12-24 | 2021-04-08 | 최고은 | 반려견 휴대용 컵 |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP03227498A patent/JP3095031B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008197593A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-08-28 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | X線用透過型回折格子、x線タルボ干渉計およびx線撮像装置 |
CN113594269A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-02 | 成都信息工程大学 | 一种表面承载有组合多层膜的基板、x射线探测器及其制备方法 |
CN113594269B (zh) * | 2021-08-05 | 2023-06-09 | 成都信息工程大学 | 一种表面承载有组合多层膜的基板、x射线探测器及其制备方法 |
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JP3095031B2 (ja) | 2000-10-03 |
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