JPH0636718A - 回折用ｘ線管球 - Google Patents
回折用ｘ線管球Info
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- JPH0636718A JPH0636718A JP21225492A JP21225492A JPH0636718A JP H0636718 A JPH0636718 A JP H0636718A JP 21225492 A JP21225492 A JP 21225492A JP 21225492 A JP21225492 A JP 21225492A JP H0636718 A JPH0636718 A JP H0636718A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2235/00—X-ray tubes
- H01J2235/18—Windows, e.g. for X-ray transmission
Landscapes
- X-Ray Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｘ線回折計は、Ｘ線を発生する管球を持つ。
これはＸ線を外部に取り出すための窓を有する。従来は
ベリリウム、アルミニウム、雲母などの薄板が用いられ
ている。しかしこれらはＸ線の吸収が大きくてしかも強
度がなお十分でない。Ｘ線の吸収がより少なく強度に富
む窓を提供することが目的である。 【構成】 窓材としてダイヤモンドを用いる。
これはＸ線を外部に取り出すための窓を有する。従来は
ベリリウム、アルミニウム、雲母などの薄板が用いられ
ている。しかしこれらはＸ線の吸収が大きくてしかも強
度がなお十分でない。Ｘ線の吸収がより少なく強度に富
む窓を提供することが目的である。 【構成】 窓材としてダイヤモンドを用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はＸ線回折装置のＸ線管
球に関する。Ｘ線回折計は、粉末試料や単結晶試料の結
晶構造の解析のために用いられる。これはＸ線を発生す
るＸ線管球と試料を保持する機構、回折Ｘ線を計数する
計数管とよりなり、試料と計数管を回転して回折角を変
化させることができるようになっている。Ｘ線管球は電
子線を加速し対陰極（陽極）に衝突させてＸ線を発生す
るものである。Ｘ線は窓から外部に取り出され試料に照
射される。
球に関する。Ｘ線回折計は、粉末試料や単結晶試料の結
晶構造の解析のために用いられる。これはＸ線を発生す
るＸ線管球と試料を保持する機構、回折Ｘ線を計数する
計数管とよりなり、試料と計数管を回転して回折角を変
化させることができるようになっている。Ｘ線管球は電
子線を加速し対陰極（陽極）に衝突させてＸ線を発生す
るものである。Ｘ線は窓から外部に取り出され試料に照
射される。
【０００２】
【従来の技術】図１に回折用Ｘ線管球の概略図を示す。
これは熱電子を発生するためのフィラメント１をガラス
壁２、金属壁３等によって形成される空間の中に設け、
真空封入したものである。フィラメント１は陰極でこれ
に通電し加熱することができる。これに対向してタ−ゲ
ット（陽極であり対陰極）４が設けられる。フランジ５
と金属壁３の間は冷却水路となっていて冷却水６がジェ
ット７としてタ−ゲットの裏面に噴射される。ウエ−ネ
ルト電極８は電子線を収束させる作用がある。フィラメ
ント電極１はＷで作られる。対陰極は冷却を盛んに行う
ために無酸素銅が使われる。電子線が対陰極に衝突する
のでＸ線９が発生する。Ｘ線は側方の窓１０から外部に
取り出される。窓１０は内外の圧力差に耐えて内部の真
空を保持できることが必要である。またＸ線を高い効率
で透過できることも必要である。このため薄くて丈夫な
窓が望まれる。Ｘ線の透過は材料の分子量が低いほど優
れているので低分子量の材料が用いられる。従来のＸ線
窓はベリリウム、アルミニウム、または雲母等で作られ
ていた。これらの材料は薄くても強度が高いからであ
る。特にベリリウムが最も良く利用される。
これは熱電子を発生するためのフィラメント１をガラス
壁２、金属壁３等によって形成される空間の中に設け、
真空封入したものである。フィラメント１は陰極でこれ
に通電し加熱することができる。これに対向してタ−ゲ
ット（陽極であり対陰極）４が設けられる。フランジ５
と金属壁３の間は冷却水路となっていて冷却水６がジェ
ット７としてタ−ゲットの裏面に噴射される。ウエ−ネ
ルト電極８は電子線を収束させる作用がある。フィラメ
ント電極１はＷで作られる。対陰極は冷却を盛んに行う
ために無酸素銅が使われる。電子線が対陰極に衝突する
のでＸ線９が発生する。Ｘ線は側方の窓１０から外部に
取り出される。窓１０は内外の圧力差に耐えて内部の真
空を保持できることが必要である。またＸ線を高い効率
で透過できることも必要である。このため薄くて丈夫な
窓が望まれる。Ｘ線の透過は材料の分子量が低いほど優
れているので低分子量の材料が用いられる。従来のＸ線
窓はベリリウム、アルミニウム、または雲母等で作られ
ていた。これらの材料は薄くても強度が高いからであ
る。特にベリリウムが最も良く利用される。
【０００３】図２はＸ線回折計の全体の概略の構成図で
ある。Ｘ線発生装置１１は、Ｘ線管球１２、ゴニオメ−
タ（測角器）１３、コントロ−ルパネル１４、防Ｘ線カ
バ−１５等を含む。
ある。Ｘ線発生装置１１は、Ｘ線管球１２、ゴニオメ−
タ（測角器）１３、コントロ−ルパネル１４、防Ｘ線カ
バ−１５等を含む。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベリリ
ウム、アルミニウム、雲母などのＸ線窓は次のような難
点がある。 Ｘ線の透過がなお不十分である。 強度が不足している。 窓が汚れ易い。 ベリリウム窓はＸ線の透過率が優れているとされている
が、それでもかなりのＸ線の吸収がある。Ｘ線管球の出
力を上げようとするとＸ線の窓による吸収のために窓が
破壊される惧れがある。ベリリウム窓を使っていたので
はより強力なＸ線管球を作ることができない。また窓の
寿命も十分でない。より強靱でＸ線の透過率のよい窓を
提供することが本発明の目的である。このような窓を用
いればより高出力のＸ線管球を作ることができる。
ウム、アルミニウム、雲母などのＸ線窓は次のような難
点がある。 Ｘ線の透過がなお不十分である。 強度が不足している。 窓が汚れ易い。 ベリリウム窓はＸ線の透過率が優れているとされている
が、それでもかなりのＸ線の吸収がある。Ｘ線管球の出
力を上げようとするとＸ線の窓による吸収のために窓が
破壊される惧れがある。ベリリウム窓を使っていたので
はより強力なＸ線管球を作ることができない。また窓の
寿命も十分でない。より強靱でＸ線の透過率のよい窓を
提供することが本発明の目的である。このような窓を用
いればより高出力のＸ線管球を作ることができる。
【０００５】回折用Ｘ線管球のＸ線窓とは全く違うが、
半導体のリソグラフィに置いてＸ線マスクが必要とされ
ることがある。これについて少し述べる。半導体のリソ
グラフィはレジストに光を選択的に照射しこれを硬化さ
せ任意のパタ−ンを作り出すものである。現在は水銀ラ
ンプのｇ線またはｉ線が用いられている。これで０．５
μｍ程度の線を露光できる。将来的にはＸ線露光が利用
される可能性があるのでマスク材料についての検討が進
められている。Ｘ線は波長が短いので結晶構造のパラメ
−タに近くどのような材料でも吸収が大きくてマスクを
作り難い。Ｘ線の透過率が高くてしかも反りなどがあっ
てはならない。しかもハンドリングに耐えるために強度
が必要である。
半導体のリソグラフィに置いてＸ線マスクが必要とされ
ることがある。これについて少し述べる。半導体のリソ
グラフィはレジストに光を選択的に照射しこれを硬化さ
せ任意のパタ−ンを作り出すものである。現在は水銀ラ
ンプのｇ線またはｉ線が用いられている。これで０．５
μｍ程度の線を露光できる。将来的にはＸ線露光が利用
される可能性があるのでマスク材料についての検討が進
められている。Ｘ線は波長が短いので結晶構造のパラメ
−タに近くどのような材料でも吸収が大きくてマスクを
作り難い。Ｘ線の透過率が高くてしかも反りなどがあっ
てはならない。しかもハンドリングに耐えるために強度
が必要である。
【０００６】このマスクは金属板に穴を開けたものや、
Ｓｉ基板に金等の金属を選択的に蒸着したものが用いら
れる。此のほかにＳｉＮ膜、ＳｉＣ膜などの基板の上に
金を設けたものもある。このＸ線露光用のマスクにダイ
ヤモンドを用いるものを提案した（特開平４−１０７８
１０）ものもある。。ダイヤモンドを薄くしてＸ線の透
過率を上げているが強度を増すために格子状に補強桟を
表面に付けている。またダイヤモンドの強度を補うため
に有機高分子膜をダイヤモンド膜に張り合わせたものも
ある（特開昭６１−３２４２５）。
Ｓｉ基板に金等の金属を選択的に蒸着したものが用いら
れる。此のほかにＳｉＮ膜、ＳｉＣ膜などの基板の上に
金を設けたものもある。このＸ線露光用のマスクにダイ
ヤモンドを用いるものを提案した（特開平４−１０７８
１０）ものもある。。ダイヤモンドを薄くしてＸ線の透
過率を上げているが強度を増すために格子状に補強桟を
表面に付けている。またダイヤモンドの強度を補うため
に有機高分子膜をダイヤモンド膜に張り合わせたものも
ある（特開昭６１−３２４２５）。
【０００７】Ｘ線露光用のマスクは微細なパタ−ンを転
写するためのもので、本発明が対象とする回折用Ｘ線管
球の窓とは異なる。露光用のマスクは反り変形などがあ
ってはならない。しかし圧力がかかるということはな
い。またパタ−ンを形成するために一部に金などが蒸着
してある。これとは違って、回折用Ｘ線管球の窓は微細
なパタ−ンを持つということはない。四辺を固定するの
で変形や反りの問題はない。しかし内外の強い圧力差に
耐えなければならない。特に機械的強度が必要である。
しかも透過するＸ線の量が違う。回折用Ｘ線管球の窓の
方がずっと多い。ために熱伝導度の高いことが特に要求
される。このようにＸ線露光用のマスクと、回折用Ｘ線
管球の窓では要求される性質が全く異なる。材料も窓は
ベリリウム、アルミニウム、雲母などであり、露光用マ
スクは金属板やＳｉが多い。
写するためのもので、本発明が対象とする回折用Ｘ線管
球の窓とは異なる。露光用のマスクは反り変形などがあ
ってはならない。しかし圧力がかかるということはな
い。またパタ−ンを形成するために一部に金などが蒸着
してある。これとは違って、回折用Ｘ線管球の窓は微細
なパタ−ンを持つということはない。四辺を固定するの
で変形や反りの問題はない。しかし内外の強い圧力差に
耐えなければならない。特に機械的強度が必要である。
しかも透過するＸ線の量が違う。回折用Ｘ線管球の窓の
方がずっと多い。ために熱伝導度の高いことが特に要求
される。このようにＸ線露光用のマスクと、回折用Ｘ線
管球の窓では要求される性質が全く異なる。材料も窓は
ベリリウム、アルミニウム、雲母などであり、露光用マ
スクは金属板やＳｉが多い。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は回折用Ｘ線管球
の窓としてダイヤモンド窓を用いる。特に気相成長によ
って製作した多結晶ダイヤモンド板を窓とする。膜厚は
強度の点から０．０５μｍ以上でなけらばならない。窓
の直径が大きい場合は内外の圧力差が大きく作用するの
で１０μｍ以上の厚みのあることが望まれる。反対にＸ
線の透過率を高く保持するためには２００μｍ以下の膜
厚であることが望ましい。
の窓としてダイヤモンド窓を用いる。特に気相成長によ
って製作した多結晶ダイヤモンド板を窓とする。膜厚は
強度の点から０．０５μｍ以上でなけらばならない。窓
の直径が大きい場合は内外の圧力差が大きく作用するの
で１０μｍ以上の厚みのあることが望まれる。反対にＸ
線の透過率を高く保持するためには２００μｍ以下の膜
厚であることが望ましい。
【０００９】
【作用】ダイヤモンドはＸ線透過性に優れている。また
強度も大きくて回折用Ｘ線管球の窓材として優れてい
る。本発明はダイヤモンドを初めて回折用Ｘ線管球の窓
として用いることを提案する。ダイヤモンドのＸ線の透
過率の良いことは知られているが、回折用Ｘ線管球の窓
にするためにはかなりの圧力に耐えなければならずその
ような厚みのあるものを従来作ることができなかった。
図１に示したような回折用Ｘ線管球では内部は１０-7〜
１０-8Ｔｏｒｒの高真空である。それで窓にダイヤモン
ドを使うということが想到されなかった。しかし近年気
相合成法によって適当な基体の上に厚いダイヤモンドを
合成することができるようになってきた。このため本発
明が可能となったのである。気相合成法というのは、加
熱した基体の上へ、メタンや水素ガスなどの原料ガス、
キャリヤガスを流し、適当な手段でこれらのガスを励起
し、活性化して気相反応を起こさせ反応生成物が基体の
上へ堆積するようにして膜をつくる方法である。原料ガ
スを励起する手段の相違によっていくつもの気相合成法
が知られている。
強度も大きくて回折用Ｘ線管球の窓材として優れてい
る。本発明はダイヤモンドを初めて回折用Ｘ線管球の窓
として用いることを提案する。ダイヤモンドのＸ線の透
過率の良いことは知られているが、回折用Ｘ線管球の窓
にするためにはかなりの圧力に耐えなければならずその
ような厚みのあるものを従来作ることができなかった。
図１に示したような回折用Ｘ線管球では内部は１０-7〜
１０-8Ｔｏｒｒの高真空である。それで窓にダイヤモン
ドを使うということが想到されなかった。しかし近年気
相合成法によって適当な基体の上に厚いダイヤモンドを
合成することができるようになってきた。このため本発
明が可能となったのである。気相合成法というのは、加
熱した基体の上へ、メタンや水素ガスなどの原料ガス、
キャリヤガスを流し、適当な手段でこれらのガスを励起
し、活性化して気相反応を起こさせ反応生成物が基体の
上へ堆積するようにして膜をつくる方法である。原料ガ
スを励起する手段の相違によっていくつもの気相合成法
が知られている。
【００１０】熱ＣＶＤ法（特開昭５８−９１１００） プラズマＣＶＤ法（特開昭５８−１３５１１７、特開
昭５８−１１０４９４） 熱プラズマＣＶＤ法 燃焼炎法 などの方法がある。本発明はこれらの内どれによっても
行うことができる。特にダイヤモンド膜の成長の均一性
に優れた熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法などが望ましい。
昭５８−１１０４９４） 熱プラズマＣＶＤ法 燃焼炎法 などの方法がある。本発明はこれらの内どれによっても
行うことができる。特にダイヤモンド膜の成長の均一性
に優れた熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法などが望ましい。
【００１１】図３によって本発明の回折用Ｘ線管球窓材
の製造方法を説明する。 （ａ）Ｓｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｇｅ、ＧａＡｓなどの平坦な基
材を用意する。少なくとも片面をＲmax が０．２μｍ以
下になるように鏡面ラップする。特に粒径が２μｍ程度
のダイヤモンドペ−ストでラップするのが好ましい。 （ｂ）この基材の上に気相合成法によりダイヤモンド薄
膜を成長させる。 （ｃ）ダイヤモンドの合成終了後、基材を弗硝酸や王水
等で除去する。ダイヤモンド板が得られる。 （ｄ）レ−ザで適当な大きさに切断する。 （ｅ）端周部をメタライズする。 （ｆ）金属壁の窓開口部にダイヤモンド板を固定する。 （ｇ）金属壁、ガラス管などを一体に組み立てて回折用
Ｘ線管球を得る。
の製造方法を説明する。 （ａ）Ｓｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｇｅ、ＧａＡｓなどの平坦な基
材を用意する。少なくとも片面をＲmax が０．２μｍ以
下になるように鏡面ラップする。特に粒径が２μｍ程度
のダイヤモンドペ−ストでラップするのが好ましい。 （ｂ）この基材の上に気相合成法によりダイヤモンド薄
膜を成長させる。 （ｃ）ダイヤモンドの合成終了後、基材を弗硝酸や王水
等で除去する。ダイヤモンド板が得られる。 （ｄ）レ−ザで適当な大きさに切断する。 （ｅ）端周部をメタライズする。 （ｆ）金属壁の窓開口部にダイヤモンド板を固定する。 （ｇ）金属壁、ガラス管などを一体に組み立てて回折用
Ｘ線管球を得る。
【００１２】本発明においてダイヤモンドというのはＸ
線回折法、またはラマン分光法によって結晶質（多結
晶、単結晶）のダイヤモンドの存在が確認されるもので
ある。ダイヤモンド以外の炭素成分として、少量の黒
鉛、無定形炭素（アモルファスカ−バン）、ダイヤモン
ド状炭素を含んでいても良い。またダイヤモンドには不
純物として、少量のＢ、Ｎ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｔ
ｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｎｉ等の元素が含まれていても良
い。とくにＢが含まれるとダイヤモンドが半導体化しＸ
線照射時に帯電するのを防ぐことができる。
線回折法、またはラマン分光法によって結晶質（多結
晶、単結晶）のダイヤモンドの存在が確認されるもので
ある。ダイヤモンド以外の炭素成分として、少量の黒
鉛、無定形炭素（アモルファスカ−バン）、ダイヤモン
ド状炭素を含んでいても良い。またダイヤモンドには不
純物として、少量のＢ、Ｎ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｔ
ｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｎｉ等の元素が含まれていても良
い。とくにＢが含まれるとダイヤモンドが半導体化しＸ
線照射時に帯電するのを防ぐことができる。
【００１３】このようにダイヤモンドによって窓を製作
している。Ｘ線に対してダイヤモンドの透過率が大きい
のでＸ線を良く通す。ダイヤモンドは強度が大きいので
薄くても内外の圧力差に耐えることができる。またＸ線
の吸収のために窓が発熱するがダイヤモンドは熱伝導度
が極めて高いので過剰の熱を金属壁へ排除することがで
きる。このように窓としてダイヤモンドを使うと、高い
Ｘ線の透過率、高い熱伝導度が有利に作用して寿命の長
い、高出力用回折用Ｘ線管球の窓となることができる。
している。Ｘ線に対してダイヤモンドの透過率が大きい
のでＸ線を良く通す。ダイヤモンドは強度が大きいので
薄くても内外の圧力差に耐えることができる。またＸ線
の吸収のために窓が発熱するがダイヤモンドは熱伝導度
が極めて高いので過剰の熱を金属壁へ排除することがで
きる。このように窓としてダイヤモンドを使うと、高い
Ｘ線の透過率、高い熱伝導度が有利に作用して寿命の長
い、高出力用回折用Ｘ線管球の窓となることができる。
【００１４】
【実施例】ダイヤモンド成長用の基材として、２５ｍｍ
×２５ｍｍ×５ｍｍのＳｉを用いた。これをＲmax ０．
２μｍ以下になるように鏡面ラップした。これを図４に
示す熱フィラメントＣＶＤ装置に装着し、厚さ２０μｍ
のダイヤモンド膜を合成した。図４において、真空チャ
ンバ２１は内部に原料ガスを導入しこれを励起して気相
反応を起こさせる空間を与える。内部に基材支持台２２
が設けられる。これの上に基材２３が戴置される。真空
排気口２４は真空装置（図示せず）に接続されここから
ガスが排出される。真空チャンバ２１の内部には電極２
５があり、これはガイシ２６によって絶縁されつつ外部
の電源へつながっている。フィラメント２７はＷの細線
で作られ加熱されることにより熱電子を発生する。が原
料ガス入口２８から原料ガスが内部に導入される。圧力
計２９が圧力をモニタしている。基材支持台２２は冷却
水３０によって冷却される。ダイヤモンドの合成条件
は、 水素ガス流量 １０００ ｃｃ／ｍｉｎ メタンガス流量 ２０ ｃｃ／ｍｉｎ 酸素ガス流量 ５ ｃｃ／ｍｉｎ 圧力 ８０ Ｔｏｒｒ ダイヤモンド膜厚 ２０ μｍ であった。基材の加熱は行わない。フィラメントからの
熱で加熱されるだけでも高熱になり過ぎるので冷却す
る。
×２５ｍｍ×５ｍｍのＳｉを用いた。これをＲmax ０．
２μｍ以下になるように鏡面ラップした。これを図４に
示す熱フィラメントＣＶＤ装置に装着し、厚さ２０μｍ
のダイヤモンド膜を合成した。図４において、真空チャ
ンバ２１は内部に原料ガスを導入しこれを励起して気相
反応を起こさせる空間を与える。内部に基材支持台２２
が設けられる。これの上に基材２３が戴置される。真空
排気口２４は真空装置（図示せず）に接続されここから
ガスが排出される。真空チャンバ２１の内部には電極２
５があり、これはガイシ２６によって絶縁されつつ外部
の電源へつながっている。フィラメント２７はＷの細線
で作られ加熱されることにより熱電子を発生する。が原
料ガス入口２８から原料ガスが内部に導入される。圧力
計２９が圧力をモニタしている。基材支持台２２は冷却
水３０によって冷却される。ダイヤモンドの合成条件
は、 水素ガス流量 １０００ ｃｃ／ｍｉｎ メタンガス流量 ２０ ｃｃ／ｍｉｎ 酸素ガス流量 ５ ｃｃ／ｍｉｎ 圧力 ８０ Ｔｏｒｒ ダイヤモンド膜厚 ２０ μｍ であった。基材の加熱は行わない。フィラメントからの
熱で加熱されるだけでも高熱になり過ぎるので冷却す
る。
【００１５】このダイヤモンド膜をラマン分光した結果
を図５に示す。１３３３ｃｍ-1のダイヤモンドに対応す
る鋭いピ−クが現れている。これ以外の非ダイヤモンド
成分に対応するピ−クが見られない。グラファイトやア
モルファスカ−ボンなどの非結晶ダイヤモンド炭素成分
や非炭素成分がないということである。図６はＸ線回折
パタ−ン（２Θ−Θ法）を示す。ダイヤモンドの（１１
１）、（２２０）、（３１１）のピ−クが強く現れる。
このようにダイヤモンドの結晶構造に対応する回折ピ−
クのみがある。つまりこれは結晶性のよいダイヤモンド
であるということである。
を図５に示す。１３３３ｃｍ-1のダイヤモンドに対応す
る鋭いピ−クが現れている。これ以外の非ダイヤモンド
成分に対応するピ−クが見られない。グラファイトやア
モルファスカ−ボンなどの非結晶ダイヤモンド炭素成分
や非炭素成分がないということである。図６はＸ線回折
パタ−ン（２Θ−Θ法）を示す。ダイヤモンドの（１１
１）、（２２０）、（３１１）のピ−クが強く現れる。
このようにダイヤモンドの結晶構造に対応する回折ピ−
クのみがある。つまりこれは結晶性のよいダイヤモンド
であるということである。
【００１６】こうして作成したダイヤモンド膜を図３の
工程に従って回折用Ｘ線管球の窓として取り付けた。そ
して回折用Ｘ線管球のＷフィラメントに５０ｍＡの電流
を流した。管電圧つまり陰極陽極間電圧が５０ｋＶにし
てＸ線を発生させＸ線出力の時間変化を調べた。Ｘ線出
力の測定には半導体検出器を用いた。これを図７に示
す。横軸は時間で縦軸はＸ線の出力であるが任意メモリ
で相対値を表している。５０００時間の使用でもＸ線の
出力が殆ど変化しない１００００時間経過後も、少しＸ
線出力が減少するが尚十分使用に耐えるということがわ
かる。優れた窓である。
工程に従って回折用Ｘ線管球の窓として取り付けた。そ
して回折用Ｘ線管球のＷフィラメントに５０ｍＡの電流
を流した。管電圧つまり陰極陽極間電圧が５０ｋＶにし
てＸ線を発生させＸ線出力の時間変化を調べた。Ｘ線出
力の測定には半導体検出器を用いた。これを図７に示
す。横軸は時間で縦軸はＸ線の出力であるが任意メモリ
で相対値を表している。５０００時間の使用でもＸ線の
出力が殆ど変化しない１００００時間経過後も、少しＸ
線出力が減少するが尚十分使用に耐えるということがわ
かる。優れた窓である。
【００１７】比較のために従来のベリリウム窓の回折用
Ｘ線管球も作製して同様な条件でＸ線を発生させた。同
じ図７に同一の出力単位で表している。これは初期出力
そのものがダイヤモンド窓の場合よりも低い。これはＸ
線の吸収がベリリウムの方がダイヤモンドより大きいか
らである。５０００時間でかなりの劣化を示している。
７５００時間程度で初期の出力の約半分に低下してい
る。１００００時間後では初期出力の１／１０程度に落
ちるのでもはや使用に耐えない。ダイヤモンド窓がベリ
リウム窓より透過率が高いので吸収による発熱も小さく
劣化が少ないのである。また熱伝導度が高いから冷却水
による冷却の効果が挙がるという利点もある。
Ｘ線管球も作製して同様な条件でＸ線を発生させた。同
じ図７に同一の出力単位で表している。これは初期出力
そのものがダイヤモンド窓の場合よりも低い。これはＸ
線の吸収がベリリウムの方がダイヤモンドより大きいか
らである。５０００時間でかなりの劣化を示している。
７５００時間程度で初期の出力の約半分に低下してい
る。１００００時間後では初期出力の１／１０程度に落
ちるのでもはや使用に耐えない。ダイヤモンド窓がベリ
リウム窓より透過率が高いので吸収による発熱も小さく
劣化が少ないのである。また熱伝導度が高いから冷却水
による冷却の効果が挙がるという利点もある。
【００１８】
【発明の効果】本発明の回折用Ｘ線管球はダイヤモンド
を窓材に用いている。従来のベリリウムを窓に用いたも
のに比較して、機械的強度が大きく、Ｘ線の透過率が高
く、しかも熱伝導度が高いので窓としてより長寿命であ
る。また回折用Ｘ線管球の高出力化に好適である。さら
に透過率が高いので同じ電極構造であっても外部に取り
出すことのできるＸ線の強度が大きくなり効率的であ
る。
を窓材に用いている。従来のベリリウムを窓に用いたも
のに比較して、機械的強度が大きく、Ｘ線の透過率が高
く、しかも熱伝導度が高いので窓としてより長寿命であ
る。また回折用Ｘ線管球の高出力化に好適である。さら
に透過率が高いので同じ電極構造であっても外部に取り
出すことのできるＸ線の強度が大きくなり効率的であ
る。
【図１】回折用Ｘ線管球の概略断面図。
【図２】Ｘ線回折計の概略構成図
【図３】本発明のダイヤモンド窓の作製工程図。
【図４】熱フィラメントＣＶＤ装置の概略断面図。
【図５】本発明の実施例にかかるダイヤモンド窓材のラ
マン分光スペクトル図。
マン分光スペクトル図。
【図６】本発明の実施例にかかるダイヤモンド窓材のＸ
線回折強度の角度分布を示す図。
線回折強度の角度分布を示す図。
【図７】本発明の窓と従来のベリリウム窓を使った回折
用Ｘ線管球のＸ線出力の経時変化の測定結果を示す図。
用Ｘ線管球のＸ線出力の経時変化の測定結果を示す図。
１ フィラメント ２ ガラス壁 ３ 金属壁 ４ タ−ゲット ５ フランジ ６ 冷却水 ７ ジェット ８ ウエ−ネルト ９ Ｘ線 １０ 窓
Claims (2)
- 【請求項１】 フィラメント陰極と、これに対向する陽
極である金属のタ−ゲットと、フィラメント陰極および
タ−ゲットを内部に封入するガラス管と金属壁と、タ−
ゲットを冷却する冷却機構と、金属壁に設けられた窓と
を含み、フィラメントを加熱し熱電子を発生させ加速し
てタ−ゲットに当ててＸ線を発生させ、窓からＸ線を取
り出すようにした回折Ｘ線管球に於いて、窓が気相成長
法によって作られた０．０５μｍ以上の厚みのダイヤモ
ンド膜によって形成されていることを特徴とする回折Ｘ
線管球。 - 【請求項２】 フィラメント陰極と、これに対向する陽
極である金属のタ−ゲットと、フィラメント陰極および
タ−ゲットを内部に封入するガラス管と金属壁と、タ−
ゲットを冷却する冷却機構と、金属壁に設けられた窓と
を含み、フィラメントを加熱し熱電子を発生させ加速し
てタ−ゲットに当ててＸ線を発生させ、窓からＸ線を取
り出すようにした回折Ｘ線管球に於いて、窓が気相成長
法によって作られた１０μｍ以上２００μｍ以下の厚み
のダイヤモンド膜によって形成されていることを特徴と
する回折Ｘ線管球。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21225492A JPH0636718A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 回折用ｘ線管球 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21225492A JPH0636718A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 回折用ｘ線管球 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636718A true JPH0636718A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16619529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21225492A Pending JPH0636718A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 回折用ｘ線管球 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636718A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5657365A (en) * | 1994-08-20 | 1997-08-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | X-ray generation apparatus |
| US5878110A (en) * | 1994-08-20 | 1999-03-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | X-ray generation apparatus |
| JP2020091969A (ja) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | キヤノン電子管デバイス株式会社 | Ｘ線管 |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP21225492A patent/JPH0636718A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5657365A (en) * | 1994-08-20 | 1997-08-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | X-ray generation apparatus |
| US5878110A (en) * | 1994-08-20 | 1999-03-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | X-ray generation apparatus |
| JP2020091969A (ja) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | キヤノン電子管デバイス株式会社 | Ｘ線管 |
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