JPH08128971A - Exafs measuring device - Google Patents
Exafs measuring deviceInfo
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- JPH08128971A JPH08128971A JP6290510A JP29051094A JPH08128971A JP H08128971 A JPH08128971 A JP H08128971A JP 6290510 A JP6290510 A JP 6290510A JP 29051094 A JP29051094 A JP 29051094A JP H08128971 A JPH08128971 A JP H08128971A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、試料に関するＸ線吸収
スペクトルに現れるスペクトル振動構造、特にＥＸＡＦ
Ｓを測定するためのＥＸＡＦＳ測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to an EXAFS measuring device for measuring S.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、試料に照射するＸ線のエネルギ
ーを徐々に変えてゆき、その各々のエネルギーについ
て、試料に入射するＸ線強度（Ｉ0 ｃｐｓ）と試料を透
過するＸ線強度（Ｉｃｐｓ）との比（Ｉ0 ／Ｉ）を求
め、質量吸収係数μ＝ｌｏｇ e（Ｉ0 ／Ｉ）を算出し
て、それをグラフ上にプロットすると、図７に示すよう
なＸ線吸収スペクトルが得られる。なお、ｃｐｓは単位
時間当たりのＸ線カウント値である。このＸ線吸収スペ
クトルにおいて、吸収端Ａより高エネルギー側５０ｅＶ
程度の狭い領域に現れる吸収端微細構造は、通常、ＸＡ
ＮＥＳ（ザーネス: X-RAY Absorption Near Edge Struc
ture）と呼ばれている。また、ザーネスよりも高エネル
ギー側へ１０００ｅＶ程度の広い領域に現れるＸ線強度
比、すなわち吸収係数の振動構造は、ＥＸＡＦＳ（イグ
ザフス：Extended X-Ray Absorption FineStructure）
と呼ばれている。2. Description of the Related Art Generally, the energy of X-rays applied to a sample is gradually changed, and the intensity of X-rays incident on the sample (I 0 cps) and the intensity of X-rays transmitted through the sample (Icps) are gradually changed. ) and determined the ratio (I 0 / I) of the, to calculate the mass absorption coefficient μ = log e (I 0 / I), is plotted it on a graph, the X-ray absorption spectrum as shown in Figure 7 can get. Note that cps is an X-ray count value per unit time. In this X-ray absorption spectrum, 50 eV on the higher energy side than the absorption edge A
The absorption edge fine structure that appears in a narrow region is usually XA.
NES (Zerness: X-RAY Absorption Near Edge Struc
ture) is called. In addition, the vibration structure of the X-ray intensity ratio, that is, the absorption coefficient, which appears in a wide area of about 1000 eV to the higher energy side than the Zerness, is EXAFS (Extended X-Ray Absorption Fine Structure).
is called.
【０００３】これらのＸＡＮＥＳ及びＥＸＡＦＳには、
Ｘ線吸収原子とそのまわりの原子との間の化学結合、分
子の立体構造、原子間距離、あるいは原子配位等に関す
る情報が含まれている。よって、未知試料について図７
に示すようなＸ線吸収スペクトルを求めれば、それに基
づいてその未知試料の構造解析を行うことができる。本
発明に係るＥＸＡＦＳ測定装置は、特にＥＸＡＦＳに基
づいて試料の構造解析を行うものである。In these XANES and EXAFS,
It contains information on the chemical bond between the X-ray absorbing atom and the surrounding atoms, the three-dimensional structure of the molecule, the interatomic distance, or the atomic coordination. Therefore, the unknown sample is shown in FIG.
If the X-ray absorption spectrum as shown in (1) is obtained, the structural analysis of the unknown sample can be performed based on it. The EXAFS measuring apparatus according to the present invention is for performing structural analysis of a sample based on EXAFS.
【０００４】従来のＥＸＡＦＳ測定装置では、一般に図
８に示すように、直径が一定不変である仮想の集中円Ｃ
r 上に、Ｘ線源５２、集中円Ｃr とほぼ同じ曲率で湾曲
する分光結晶５３及び受光スリット５４を配設する。受
光スリット５４は、Ｉ0 検出器５５、試料５６及びＩ検
出器５７と共に支持台５８の上に設けられる。測定に際
しては、図８において（ａ）→（ｂ）→（ｃ）で示すよ
うに、分光結晶５３を集中円Ｃr に沿って移動させ、同
時に支持台５８を同じく集中円Ｃr に沿って移動させ
る。このとき、位置不動のＸ線源５２と分光結晶５３と
の間の距離Ｌ１は徐々に変化し、そして分光結晶５３と
受光スリット５４との間の距離Ｌ２は、常にＬ１＝Ｌ２
の条件を満たすように制御される。このような制御は、
分光結晶５３及び支持台５８を複雑なリンク機構の上に
搭載し、さらに両者を高精度なパルスモータによって駆
動することによって実現している。In the conventional EXAFS measuring apparatus, generally, as shown in FIG. 8, a virtual concentrated circle C having a constant diameter.
On the r, an X-ray source 52, a dispersive crystal 53 which is curved with substantially the same curvature as the concentrated circle Cr, and a light receiving slit 54 are arranged. The light receiving slit 54 is provided on the support base 58 together with the I 0 detector 55, the sample 56, and the I detector 57. In the measurement, as shown in (a) → (b) → (c) in FIG. 8, the dispersive crystal 53 is moved along the concentrated circle Cr, and at the same time, the support 58 is also moved along the concentrated circle Cr. . At this time, the distance L1 between the position-moving X-ray source 52 and the dispersive crystal 53 gradually changes, and the distance L2 between the dispersive crystal 53 and the light receiving slit 54 is always L1 = L2.
It is controlled to satisfy the condition of. Such control is
The dispersive crystal 53 and the support base 58 are mounted on a complicated link mechanism, and both are driven by a highly accurate pulse motor.
【０００５】このＥＸＡＦＳ測定装置では、Ｘ線源５２
から放射される連続Ｘ線を分光結晶５３で単色に分光し
て試料５６に入射させ、そのＸ線の透過率をＸ線のエネ
ルギーとの対応で測定する。試料５６に入射するＸ線の
エネルギーを変化させるため、分光結晶５３を集中円Ｃ
r に沿って移動させることにより、その分光結晶５３に
入射するＸ線の入射角度を変化させる。そして、そのよ
うに時々刻々エネルギーが変化するＸ線を試料５６に照
射することによって図７に示すグラフを得る。In this EXAFS measuring device, the X-ray source 52
Continuous X-rays radiated from the device are separated into monochromatic light by the dispersive crystal 53 and made incident on the sample 56, and the transmittance of the X-rays is measured in correspondence with the energy of the X-rays. In order to change the energy of the X-ray incident on the sample 56, the dispersive crystal 53 is focused on a circle C.
By moving along the r, the incident angle of the X-ray incident on the dispersive crystal 53 is changed. Then, the graph shown in FIG. 7 is obtained by irradiating the sample 56 with X-rays whose energy changes every moment.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来のＥＸＡＦＳ測定
装置では、分光結晶５３によるＸ線分解能を高精度に維
持するために、いわゆるモザイク角度幅の狭い結晶、例
えばゲルマニウム、シリコン等の完全結晶を用いて分光
結晶５３を構成していた。また、Ｘ線源５２から放射さ
れる連続Ｘ線の強度が非常に弱いので、それを補うため
に分光結晶として湾曲結晶を用いた光学系が広く用いら
れていた。しかしながら、湾曲結晶光学系は集中円の直
径を一定に維持した状態で光学条件が満足されるので、
その光学条件を維持するための装置が非常に複雑な構造
で大型になり、コストが非常に高くなる。In the conventional EXAFS measuring apparatus, in order to maintain the X-ray resolution by the dispersive crystal 53 with high accuracy, a crystal with a narrow mosaic angle width, for example, a perfect crystal such as germanium or silicon is used. And constituted the dispersive crystal 53. Further, since the intensity of continuous X-rays emitted from the X-ray source 52 is very weak, an optical system using a curved crystal as a dispersive crystal has been widely used to compensate for it. However, since the curved crystal optical system satisfies the optical condition while keeping the diameter of the concentrated circle constant,
The device for maintaining the optical condition becomes very large due to the very complicated structure, and the cost becomes very high.
【０００７】本発明は、従来のＥＸＡＦＳ測定装置にお
ける上記の問題点を解消するためになされたものであっ
て、構造が簡単でコストが非常に低いＥＸＡＦＳ測定装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems in the conventional EXAFS measuring device, and an object thereof is to provide an EXAFS measuring device having a simple structure and a very low cost.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る第１のＥＸＡＦＳ測定装置は、Ｘ線を
発生するＸ線源と、Ｘ線源から放射されたＸ線を分光す
る分光結晶と、分光されたＸ線を検出するＸ線検出器及
び試料を備えた検出器ユニットと、分光結晶及び検出器
ユニットをθ−２θの関係で回転させるゴニオメータと
を有しており、上記分光結晶は、モザイク角度幅が広く
且つ厚さの薄い結晶によって形成されることを特徴とす
る。また、第２のＥＸＡＦＳ測定装置は、上記第１のＥ
ＸＡＦＳ測定装置に対して、第１の分光結晶によって分
光されたＸ線をさらに単色エネルギーに分光する第２分
光結晶を設けることを特徴とする。In order to achieve the above object, a first EXAFS measuring apparatus according to the present invention spectroscopically analyzes an X-ray source for generating X-rays and an X-ray emitted from the X-ray source. Which has a dispersive crystal, a detector unit including an X-ray detector and a sample for detecting dispersed X-rays, and a goniometer which rotates the dispersive crystal and the detector unit in a relationship of θ-2θ, The dispersive crystal is formed of a crystal having a wide mosaic angle width and a small thickness. Further, the second EXAFS measuring device is the same as the first E
A second dispersive crystal for dispersing the X-rays dispersed by the first dispersive crystal into monochromatic energy is provided for the XAFS measurement device.
【０００９】分光結晶は、平板形状に形成することもで
き、あるいは湾曲形状に形成することもできる。湾曲形
状に形成する場合には、Ｘ線ビームが所定点、望ましく
は受光スリットのスリット点に集束できるように湾曲さ
せる。これにより、より強度の強い単色Ｘ線を得ること
ができる。The dispersive crystal may be formed in a flat plate shape or a curved shape. When it is formed in a curved shape, it is curved so that the X-ray beam can be focused on a predetermined point, preferably a slit point of the light receiving slit. As a result, it is possible to obtain a monochromatic X-ray having a higher intensity.
【００１０】分光結晶を、モザイク角度幅が広く且つ厚
さの薄い結晶によって形成するということは、モザイク
角度幅が狭い結晶、例えばゲルマニウム、シリコン等の
単結晶の完全結晶は除かれるということである。このよ
うなモザイク角度幅が広い結晶としては、例えばパイロ
リテックグラファイト、すなわち熱合成によって形成さ
れるグラファイトによって形成される結晶を用いること
ができる。The formation of the dispersive crystal by a crystal having a wide mosaic angle width and a small thickness means that a crystal having a narrow mosaic angle width, for example, a complete single crystal such as germanium or silicon is excluded. . As such a crystal having a wide mosaic angle width, for example, a pyrolitec graphite, that is, a crystal formed by graphite formed by thermal synthesis can be used.
【００１１】なお、モザイク角度幅というのは、いわゆ
る結晶のモザイク構造に起因して発生する回折線強度の
角度の広がりを表すものであり、例えば、図５に示すよ
うな測定系によって測定できる。この測定系では、Ｘ線
源５２から放射されたＸ線をモノクロメータ５９によっ
て平行Ｘ線ビームに成形して試料結晶６０に照射し、そ
の試料結晶６０を微小角度のω回転させながらＸ線カウ
ンタ６１によって回折線の強度を測定する。測定結果
は、図６に示すように、ω回転角度（ω）と回折線強度
（Ｉ）とを直交座標軸とするグラフ上に山形形状の回折
図形となって現れる。The mosaic angle width represents the spread of the angle of the diffraction line intensity generated due to the so-called crystal mosaic structure, and can be measured by a measuring system as shown in FIG. 5, for example. In this measurement system, the X-rays emitted from the X-ray source 52 are shaped into a parallel X-ray beam by a monochromator 59, and the sample crystal 60 is irradiated with the X-ray counter while rotating the sample crystal 60 by a small angle ω. 61 measures the intensity of the diffraction line. As shown in FIG. 6, the measurement result appears as a chevron-shaped diffraction pattern on a graph in which the ω rotation angle (ω) and the diffraction line intensity (I) are orthogonal coordinate axes.
【００１２】このような回折図形の幅Ｗがモザイク角度
幅を示している。結晶全体が１つの結晶から形成される
完全結晶は、ほとんどモザイク構造をとらないから、モ
ザイク角度幅ＷはＷ２のように非常に狭くなる。一方、
パイロリテックグラファイトのように、多数の微小結晶
片が積み重なってモザイク状に形成された結晶では、モ
ザイク角度幅ＷはＷ１のように広くなる。結晶で回折す
るＸ線の強度は、回折図形の面積、すなわち積分値とし
て現れるから、モザイク角度Ｗが広い結晶の方が、それ
が狭い結晶に比べてＸ線強度が強くなる。The width W of such a diffraction pattern indicates the mosaic angle width. A perfect crystal formed of one crystal as a whole has almost no mosaic structure, and thus the mosaic angle width W is very narrow like W2. on the other hand,
In the case of a crystal formed by stacking a large number of minute crystal pieces in a mosaic shape like pyrolithic graphite, the mosaic angle width W becomes wide as W1. The intensity of the X-ray diffracted by the crystal appears as the area of the diffraction pattern, that is, the integrated value. Therefore, the crystal with a wide mosaic angle W has a higher X-ray intensity than the crystal with a narrow mosaic angle W.
【００１３】本発明は、パイロリテックグラファイト、
すなわち熱合成によって形成されるグラファイトのよう
なモザイク角度幅が広くて反射強度の強い結晶を用いて
集中光学系を採用することにより、発散角の広い分光光
学系を採用している。The present invention is a pyrolithic graphite,
That is, a spectroscopic optical system having a wide divergence angle is adopted by adopting a concentrating optical system using a crystal having a wide mosaic angle width and a high reflection intensity such as graphite formed by thermal synthesis.
【００１４】集中光学系の発散角は分光結晶のモザイク
角度幅にほぼ等しくなる。パイロリテックグラファイト
は、モザイク角度の半価幅が約０．５゜であり、裾まで
入れて約１゜である。この分光結晶に発散ビームを入射
すると、対称反射の場合、同一エネルギーのＸ線が分光
結晶に対してＸ線源と対称の位置に集束する。その集束
位置に受光スリットを置けばエネルギー幅の狭いＸ線が
得られる。The divergence angle of the centralized optical system is almost equal to the mosaic angle width of the dispersive crystal. Pyrolytec graphite has a half-value width of the mosaic angle of about 0.5 ° and about 1 ° including the hem. When a divergent beam is incident on this dispersive crystal, in the case of symmetric reflection, X-rays having the same energy are focused at a position symmetrical to the X-ray source with respect to the dispersive crystal. If a light-receiving slit is placed at the focusing position, X-rays with a narrow energy width can be obtained.
【００１５】本発明のように、パイロリテックグラファ
イトのようなＸ線吸収係数の小さい分光結晶を用いる
と、入射Ｘ線ビームが結晶の内部に浸透して、結晶の内
部で分光されたＸ線が主たる回折線に混じって結晶の外
部へ出てくるので、Ｘ線のエネルギー分解能が悪くなる
傾向にある。しかしながらこの現象は、分光結晶の厚さ
を薄くすることによって解消でき、これにより、Ｘ線の
エネルギー幅を狭くすることができる。When a dispersive crystal having a small X-ray absorption coefficient such as Pyrolithic graphite is used as in the present invention, the incident X-ray beam penetrates into the crystal and X-rays dispersed inside the crystal are generated. Since it is mixed with the main diffraction line and goes out of the crystal, the energy resolution of the X-ray tends to be deteriorated. However, this phenomenon can be eliminated by reducing the thickness of the dispersive crystal, and thus the energy width of X-rays can be narrowed.
【００１６】例えば、パイロリテックグラファイトによ
って形成した分光結晶に関して、その厚さ、回折角度及
びエネルギー分解能の３要素間の関係をグラフに示す
と、図３のようになる。エネルギー分解能は、分光結晶
の厚さの他、Ｘ線源の大きさ、受光スリットの幅、ゴニ
オメータの半径（すなわち、Ｘ線源と分光結晶との間の
距離又は分光結晶と受光スリットとの間の距離）等の各
要素との関係で決められる。図３のグラフでは、パイロ
リテックグラファイトの分光結晶の厚さが、０．０５ｍ
ｍ，０．１０ｍｍ，０．１５ｍｍ，０．２０ｍｍ，０．
２５ｍｍ，０．３０ｍｍのときの９ｋｅＶの分解能を表
している。このグラフから明らかなように、分光結晶の
厚さが小さい方が分解能が良い。しかしながら、分光結
晶の厚さが薄過ぎると、分光強度が弱くなるので、他の
要素との関係及び製作可能な厚さであるかどうか等を考
慮した上で、最適な厚さを決定することが重要である。
実用上は、０．１ｍｍ近傍の値が好ましい。For example, regarding a dispersive crystal formed of Pyrolithic graphite, the relationship among the three elements of thickness, diffraction angle and energy resolution is shown in a graph as shown in FIG. The energy resolution refers to the thickness of the dispersive crystal, the size of the X-ray source, the width of the light-receiving slit, the radius of the goniometer (that is, the distance between the X-ray source and the dispersive crystal or the distance between the dispersive crystal and the light-receptive slit). Distance) and other factors. In the graph of FIG. 3, the thickness of the pyrolyte graphite dispersive crystal is 0.05 m.
m, 0.10 mm, 0.15 mm, 0.20 mm, 0.
The resolution of 9 keV at 25 mm and 0.30 mm is shown. As is clear from this graph, the smaller the thickness of the dispersive crystal, the better the resolution. However, if the thickness of the dispersive crystal is too thin, the spectral intensity will be weak. Therefore, determine the optimum thickness after considering the relationship with other elements and whether the thickness is manufacturable. is important.
Practically, a value near 0.1 mm is preferable.
【００１７】上記の分光結晶で反射、すなわち回折され
たＸ線には、低次反射Ｘ線すなわち低エネルギー側の反
射Ｘ線が混在することがある。この低次反射のＸ線を除
くため、第１の分光結晶の後段にもう１個の分光結晶を
配置することが望ましい。こうすることにより、完全に
単一なエネルギーのＸ線を得ることができる。例えば、
図４に示すように、パイロリテックグラファイト（００
０６）で１５ｋｅＶのエネルギーのＸ線（２θ＝４３
゜）を取り出すとき、第１分光結晶では（０００４）及
び（０００２）の反射による低次のＸ線が混在する。そ
のＸ線を第２分光結晶（０００２）の１５ｋｅＶ，２θ
＝１３゜に合わせることにより、低次反射のＸ線を除去
することができる。高次Ｘ線すなわち高エネルギー側の
Ｘ線は、Ｘ線源においてＸ線を発生させるために印加す
る電圧を制御して、そのような高次Ｘ線が発生しないよ
うに調節する。The X-rays reflected, that is, diffracted by the above-mentioned dispersive crystal, may include low-order reflected X-rays, that is, reflected X-rays on the low energy side. In order to remove this low-order reflection X-ray, it is desirable to dispose another dispersive crystal after the first dispersive crystal. By doing so, X-rays with completely single energy can be obtained. For example,
As shown in FIG. 4, pyrolitec graphite (00
06) X-rays with an energy of 15 keV (2θ = 43
When taking out (.degree.), Low-order X-rays due to reflections of (0004) and (0002) are mixed in the first dispersive crystal. The X-ray was irradiated with 15 keV, 2θ of the second dispersive crystal (0002).
By adjusting the angle to 13 °, the X-ray of low order reflection can be removed. The high-order X-rays, that is, the X-rays on the high energy side, control the voltage applied to generate the X-rays in the X-ray source so that such high-order X-rays are not generated.
【００１８】[0018]
【作用】Ｘ線源から放射されたＸ線は、分光結晶によっ
て入射角度に応じた単一エネルギーのＸ線に分光され、
さらに試料を通過してＸ線検出器によって検出される。
Ｘ線検出器は、試料に入る前のＸ線強度（Ｉ0 ）及び試
料を透過した後のＸ線強度（Ｉ）を測定する。分光結晶
をθ回転させてＸ線の入射角度を変化させることによ
り、試料へ照射されるＸ線のエネルギーを順次に変化さ
せ、分光結晶のθ回転に対応して２θ回転するＸ線検出
器によって各エネルギーに対応したＩ0 及びＩを測定す
る。The X-rays emitted from the X-ray source are split into single-energy X-rays according to the incident angle by the dispersive crystal,
Further, it passes through the sample and is detected by the X-ray detector.
The X-ray detector measures the X-ray intensity (I 0 ) before entering the sample and the X-ray intensity (I) after passing through the sample. By rotating the dispersive crystal by θ to change the incident angle of X-rays, the energy of the X-rays irradiated to the sample is sequentially changed, and by the X-ray detector that rotates 2θ corresponding to the θ rotation of the dispersive crystal. Measure I 0 and I corresponding to each energy.
【００１９】分光結晶は、モザイク角度幅が広い結晶に
よって形成されるので、モザイク角度幅が狭い完全結晶
によってその分光結晶を形成した場合に比べて、強度の
強いＸ線が得られる。これにより、再現性の高い安定し
たＩ0 及びＩ測定を行うことができる。一方、分光結晶
の厚さが薄く形成されるので、結晶の内部で分光された
Ｘ線が主たる回折Ｘ線に混じって出てくることを防止で
き、これにより、エネルギー幅の狭いＸ線を得ることが
できる。Since the dispersive crystal is formed by a crystal having a wide mosaic angle width, an X-ray having a higher intensity can be obtained as compared with the case where the dispersive crystal is formed by a perfect crystal having a narrow mosaic angle width. Thereby, stable I 0 and I measurement with high reproducibility can be performed. On the other hand, since the thickness of the dispersive crystal is thin, it is possible to prevent X-rays dispersed inside the crystal from coming out mixed with the main diffracted X-rays, thereby obtaining X-rays with a narrow energy width. be able to.
【００２０】[0020]
【実施例】（実施例１） 図１は、本発明に係るＥＸＡＦＳ測定装置
の一実施例を示している。この装置は、Ｘ線管１４の内
部に収納されていて連続Ｘ線を放射するＸ線源２と、分
光結晶３と、分光結晶３へ向かうＸ線の発散角を制限す
る発散規制スリット１３と、そして検出器ユニット２０
とを有している。分光結晶３は、ゲルマニウム、シリコ
ン等の完全結晶に比べてモザイク角度幅が広い結晶、例
えばパイロリテックグラファイトによって形成され、且
つその厚さが通常モノクロメータとして用いられる結晶
よりも薄く、例えば０．１ｍｍ前後の厚さの平板状に形
成されている。分光結晶３及び検出器ユニット２０はゴ
ニオメータ１５によって支持されている。このゴニオメ
ータ１５は、分光結晶３を結晶軸ωを中心として所定の
回転速度で回転、すなわちθ回転させ、さらに検出器ユ
ニット２０をθ回転の２倍の回転速度で同じ方向に回
転、すなわち２θ回転させる。EXAMPLES Example 1 FIG. 1 shows an example of the EXAFS measuring apparatus according to the present invention. This apparatus includes an X-ray source 2 that is housed inside an X-ray tube 14 and emits continuous X-rays, a dispersive crystal 3, and a divergence regulation slit 13 that restricts a divergence angle of X-rays directed to the dispersive crystal 3. , And the detector unit 20
And have. The dispersive crystal 3 is formed of a crystal having a wider mosaic angle width than a perfect crystal of germanium, silicon, or the like, for example, pyrolithic graphite, and has a thickness smaller than that of a crystal normally used as a monochromator, for example, 0.1 mm. It is formed in a flat plate shape having front and rear thicknesses. The analyzing crystal 3 and the detector unit 20 are supported by the goniometer 15. The goniometer 15 rotates the dispersive crystal 3 about the crystal axis ω at a predetermined rotation speed, that is, θ rotation, and further rotates the detector unit 20 in the same direction at twice the rotation speed of θ rotation, that is, 2θ rotation. Let
【００２１】検出器ユニット２０には、散乱線規制スリ
ット１２と、受光スリット４と、Ｉ 0 検出器５と、そし
てＩ検出器７とが設けられる。測定対象である試料６
は、Ｉ0 検出器５とＩ検出器７との間に配置される。Ｉ
0 検出器５は、試料６へ入る前のＸ線の強度Ｉ0 を検出
してその結果を電気信号として演算装置１１へ送る。Ｉ
検出器７は、試料６を透過した後のＸ線の強度Ｉを検出
してその結果を電気信号として演算装置１１へ送る。The detector unit 20 includes a scattered radiation regulating sleeve.
Unit 12, the light receiving slit 4, and I 0 Detector 5 and
I detector 7 is provided. Sample 6 to be measured
Is I0 It is arranged between the detector 5 and the I detector 7. I
0 The detector 5 detects the intensity I of the X-ray before entering the sample 6.0 Detect
Then, the result is sent to the arithmetic unit 11 as an electric signal. I
The detector 7 detects the intensity I of the X-ray after passing through the sample 6.
Then, the result is sent to the arithmetic unit 11 as an electric signal.
【００２２】本実施例のＥＸＡＦＳ測定装置は以上のよ
うに構成されているので、測定が開始されると、分光結
晶３が結晶軸ωを中心としてθ回転し、同時に検出器ユ
ニット２０が結晶軸ωを中心としてディフラクトメータ
円Ｃd に沿って２θ回転する。そのθ−２θ回転の間、
Ｘ線源２から出た連続Ｘ線が分光結晶３によって単色エ
ネルギーのＸ線へと分光され、その単色Ｘ線が集中円Ｃ
r に位置する受光スリット４のスリット部に集束してそ
の受光スリット４を通過した後、試料６へ照射される。
このとき、Ｘ線検出器５及び７によって検出された入射
前Ｘ線強度Ｉ0及び透過Ｘ線強度Ｉに基づいて演算装置
１１によって質量吸収係数μが演算される。Since the EXAFS measuring apparatus of the present embodiment is constructed as described above, when the measurement is started, the dispersive crystal 3 rotates by θ about the crystal axis ω, and at the same time, the detector unit 20 makes the crystal axis. It rotates 2θ around ω along the diffractometer circle Cd. During that θ-2θ rotation,
The continuous X-rays emitted from the X-ray source 2 are dispersed into monochromatic energy X-rays by the dispersive crystal 3, and the monochromatic X-rays are concentrated into a circle C.
After being focused on the slit portion of the light receiving slit 4 located at r and passing through the light receiving slit 4, the sample 6 is irradiated.
At this time, the mass absorption coefficient μ is calculated by the arithmetic unit 11 based on the pre-incidence X-ray intensity I 0 and the transmitted X-ray intensity I detected by the X-ray detectors 5 and 7.
【００２３】本実施例によれば、モザイク角度幅の広い
パイロリテックグラファイトによって形成した分光結晶
３によってＸ線を単色化すると共にその単色Ｘ線を受光
スリット４に集束させるようにしたので、十分に強度の
強い単色Ｘ線を試料６へ供給できる。しかも、分光結晶
３の厚さを、例えば０．１ｍｍ程度の薄い厚さに形成し
たので、エネルギー分解能を高精度に維持できる。つま
り、エネルギー幅の狭い単色Ｘ線を試料６へ供給でき
る。以上の結果、分光結晶３の結晶軸ωを回転中心とす
るθ−２θ系のゴニオメータ１５を用いて再現性の高い
安定したＥＸＡＦＳ測定を行うことができる。θ−２θ
系のゴニオメータは、図８に示した従来の測角機構に比
べてその構造が著しく簡単であるので、本実施例によれ
ば、ＥＸＡＦＳ測定装置を低コストで簡単に作製でき
る。According to the present embodiment, the X-rays are monochromated by the dispersive crystal 3 formed of pyrolithic graphite having a wide mosaic angle width, and the monochromatic X-rays are focused on the light receiving slit 4. A strong monochromatic X-ray can be supplied to the sample 6. Moreover, since the thickness of the dispersive crystal 3 is thin, for example, about 0.1 mm, the energy resolution can be maintained with high accuracy. That is, a monochromatic X-ray having a narrow energy width can be supplied to the sample 6. As a result, stable EXAFS measurement with high reproducibility can be performed by using the θ-2θ system goniometer 15 having the crystal axis ω of the dispersive crystal 3 as the rotation center. θ-2θ
Since the structure of the system goniometer is remarkably simple as compared with the conventional angle measuring mechanism shown in FIG. 8, the EXAFS measuring device can be easily manufactured at low cost according to the present embodiment.
【００２４】なお、分光結晶３の形状を平板形状に代え
て湾曲形状にすることもできる。このような湾曲形状を
採用すれば、分光されたＸ線をより正確に受光スリット
４に集束させることができるので、試料６に入射する単
色Ｘ線の強度をより一層強くすることができる。The dispersive crystal 3 may be curved instead of being flat. By adopting such a curved shape, the separated X-rays can be more accurately focused on the light-receiving slit 4, so that the intensity of the monochromatic X-rays incident on the sample 6 can be further increased.
【００２５】（実施例２）図２は、本発明に係るＥＸＡ
ＦＳ測定装置の他の実施例を示している。この実施例
が、図１に示した先の実施例と異なる点は、検出器ユニ
ット３０と第１分光結晶３との間に第２分光ユニット３
１を配設したことである。図２において、図１と同じ符
号は同じ要素を示しており、詳しい説明は省略する。 Example 2 FIG. 2 shows an EXA according to the present invention.
9 shows another embodiment of the FS measuring device. This embodiment differs from the previous embodiment shown in FIG. 1 in that the second spectroscopic unit 3 is provided between the detector unit 30 and the first dispersive crystal 3.
1 is provided. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same elements, and detailed description thereof will be omitted.
【００２６】本実施例では、第１分光結晶３が結晶軸ω
１を中心としてθ回転し、そして第２分光ユニット３１
がディフラクトメータ円Ｃd に沿って２θ回転する。第
２分光ユニット３１には、散乱線規制スリット１２、第
１受光スリット４及び結晶軸ω２を中心としてθ回転す
る第２分光結晶２３が設けられる。検出器ユニット３０
は、結晶軸ω２を中心として２θ回転するように制御さ
れ、そのユニットには、第２受光スリット２４、Ｉ0 検
出器５及びＩ検出器７が設けられる。測定対象である試
料６は、Ｉ0 検出器５とＩ検出器７との間に配置され
る。In this embodiment, the first dispersive crystal 3 has a crystal axis ω.
Rotation about 1 and the second spectroscopic unit 31
Rotates 2θ along the diffractometer circle Cd. The second spectroscopic unit 31 is provided with the scattered radiation regulating slit 12, the first light receiving slit 4, and the second spectroscopic crystal 23 that rotates by θ about the crystal axis ω2. Detector unit 30
Is controlled to rotate 2θ about the crystal axis ω2, and the unit is provided with the second light receiving slit 24, the I 0 detector 5, and the I detector 7. The sample 6 to be measured is arranged between the I 0 detector 5 and the I detector 7.
【００２７】本実施例によれば、第１分光結晶３によっ
て分光されたＸ線のうちの低次反射Ｘ線、すなわち低エ
ネルギー側Ｘ線が、第２分光結晶２３によって除去され
るので、試料６へ入射するＸ線のエネルギー幅を極めて
狭くすることができる。例えば、第１分光結晶をパイロ
リテックグラファイト（０００６）によって構成し、第
２分光結晶２３をパイロリテックグラファイト（０００
２）によって構成できる。According to this embodiment, the low-order reflected X-rays of the X-rays dispersed by the first dispersive crystal 3, that is, the X-rays on the low energy side are removed by the second dispersive crystal 23, so that the sample The energy width of the X-rays incident on the beam 6 can be made extremely narrow. For example, the first dispersive crystal is composed of pyrolithic graphite (0006), and the second dispersive crystal 23 is composed of pyrolithic graphite (000).
2).
【００２８】以上、好ましい実施例を挙げて本発明を説
明したが、本発明はその実施例に限定されるものでな
く、請求の範囲に記載した技術的範囲内で種々に改変で
きる。例えば上記の実施例では、試料の前段に配置した
Ｉ0 検出器５と、その後段に配置したＩ検出器７とによ
ってＸ線検出器を構成したが、１個のＸ線検出器を試料
の後段に配置して、試料をＸ線光路に出し入れすること
によって、試料が無いときのＸ線強度Ｉ0 と試料が有る
ときのＸ線強度Ｉとを検出するようにすることもでき
る。The present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, but the present invention is not limited to the embodiments and can be variously modified within the technical scope described in the claims. For example, in the above-described embodiment, the X-ray detector is composed of the I 0 detector 5 arranged in the front stage of the sample and the I detector 7 arranged in the rear stage thereof, but one X-ray detector is used for the sample. It is also possible to detect the X-ray intensity I 0 when the sample is absent and the X-ray intensity I when the sample is present by placing the sample in the latter stage and putting it in and out of the X-ray optical path.
【００２９】[0029]
【発明の効果】請求項１記載のＥＸＡＦＳ測定装置によ
れば、モザイク角度幅の広い分光結晶によってＸ線を単
色化すると共にその単色Ｘ線を受光スリットに集束させ
るようにしたので、十分に強度の強い単色Ｘ線を試料へ
供給できる。しかも、分光結晶の厚さを薄く形成したの
で、エネルギー幅の狭い単色Ｘ線を試料へ供給できる。
さらに、分光結晶の結晶軸ωを回転中心とするθ−２θ
系のゴニオメータを用いることができるので、従来のよ
うな複雑な測角機構を用いたＥＸＡＦＳ測定装置に比べ
て、ＥＸＡＦＳ測定装置を低コストで簡単に作製でき
る。According to the EXAFS measuring apparatus of the first aspect, since the X-rays are monochromaticized by the dispersive crystal having a wide mosaic angle width and the monochromatic X-rays are focused on the light receiving slit, the intensity is sufficiently high. The strong monochromatic X-ray can be supplied to the sample. Moreover, since the dispersive crystal is formed thin, monochromatic X-rays having a narrow energy width can be supplied to the sample.
Further, θ-2θ with the crystal axis ω of the dispersive crystal as the center of rotation
Since the system goniometer can be used, the EXAFS measuring device can be easily manufactured at low cost, as compared with the EXAFS measuring device using the conventional complicated angle measuring mechanism.
【００３０】請求項２記載のＥＸＡＦＳ測定装置によれ
ば、第１分光結晶によって分光されたＸ線に混在する低
エネルギー側のＸ線成分を除去できるので、エネルギー
分解能をより一層向上できる。According to the EXAFS measurement apparatus of the second aspect, the X-ray component on the low energy side mixed in the X-rays dispersed by the first dispersive crystal can be removed, so that the energy resolution can be further improved.
【００３１】請求項３及び請求項４記載のＥＸＡＦＳ測
定装置によれば、より多くのＸ線ビームを受光スリット
に集束できるようになるので、試料に入射するＸ線の強
度をより一層強くできる。According to the EXAFS measuring apparatus described in claims 3 and 4, more X-ray beams can be focused on the light-receiving slit, so that the intensity of X-rays incident on the sample can be further increased.
【００３２】[0032]
【図１】本発明に係るＥＸＡＦＳ測定装置の一実施例を
示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an EXAFS measuring device according to the present invention.
【図２】本発明に係るＥＸＡＦＳ測定装置の他の実施例
を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing another embodiment of the EXAFS measurement device according to the present invention.
【図３】本発明において使用する分光結晶の一例である
パイロリテックグラファイトのＸ線の分解能に関する特
性を表すグラフである。FIG. 3 is a graph showing characteristics relating to X-ray resolution of pyrolithic graphite, which is an example of a dispersive crystal used in the present invention.
【図４】本発明において使用する分光結晶の一例である
パイロリテックグラファイトに関する結晶格子面とエネ
ルギーとの関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between crystal lattice planes and energy of pyrolithic graphite, which is an example of a dispersive crystal used in the present invention.
【図５】結晶に関するモザイク角度幅を測定するための
測定系の一例を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a measurement system for measuring the mosaic angle width of a crystal.
【図６】結晶に関するモザイク角度幅を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing a mosaic angle width regarding a crystal.
【図７】ＥＸＡＦＳ測定装置を用いて行った測定の測定
結果であるＸ線吸収スペクトルの一例を示すグラフであ
る。FIG. 7 is a graph showing an example of an X-ray absorption spectrum which is a measurement result of measurement performed using an EXAFS measurement device.
【図８】従来のＥＸＡＦＳ測定装置の一例の概略を示す
平面図である。FIG. 8 is a plan view showing the outline of an example of a conventional EXAFS measurement device.
２ Ｘ線源 ３ 分光結晶 ４ 受光スリット（第１受光スリット） ５ Ｉ0 検出器 ６ 試料 ７ Ｉ検出器 １１ 演算装置 １２ 散乱線規制スリット １３ 発散規制スリット １４ Ｘ線管 １５ ゴニオメータ ２０ 検出器ユニット ２３ 第２分光結晶 ２４ 第２受光スリット ３０ 検出器ユニット ３１ 第２分光ユニット2 X-ray source 3 Spectroscopic crystal 4 Light receiving slit (first light receiving slit) 5 I 0 detector 6 Sample 7 I detector 11 Arithmetic device 12 Scattering ray regulation slit 13 Divergence regulation slit 14 X-ray tube 15 Goniometer 20 Detector unit 23 Second dispersive crystal 24 Second light-receiving slit 30 Detector unit 31 Second spectroscopic unit
Claims (5)
射されたＸ線を分光する分光結晶と、分光されたＸ線を
検出するＸ線検出器及び試料を備えた検出器ユニット
と、分光結晶及び検出器ユニットの回転角度を測角する
ゴニオメータとを有しており、 上記ゴニオメータは、分光結晶をθ回転させると共に検
出器ユニットをその分光結晶を中心として２倍の速度で
２θ回転させ、 上記分光結晶は、モザイク角度幅が広く且つ厚さの薄い
結晶によって形成されることを特徴とするＥＸＡＦＳ測
定装置。1. An X-ray source that generates X-rays, a dispersive crystal that disperses the X-rays emitted from the X-ray source, an X-ray detector that detects the dispersed X-rays, and a detector that includes a sample. It has a unit and a goniometer for measuring the rotation angle of the dispersive crystal and the detector unit. The goniometer rotates the dispersive crystal by θ and moves the detector unit around the dispersive crystal at a double speed. The EXAFS measurement device, wherein the dispersive crystal is rotated by 2θ, and the dispersive crystal is formed by a crystal having a wide mosaic angle width and a small thickness.
射されたＸ線を分光する第１分光結晶と、第１分光結晶
によって分光されたＸ線をさらに単色エネルギーに分光
する第２分光結晶と、第２分光結晶によって分光された
Ｘ線を検出するＸ線検出器及び試料を備えた検出器ユニ
ットと、第１分光結晶及び第２分光結晶の回転角度を測
角する第１ゴニオメータと、第２分光結晶及び検出器ユ
ニットの回転角度を測角する第２ゴニオメータとを有し
ており、 上記第１ゴニオメータは、第１分光結晶をθ回転させる
と共に第２分光結晶を第１分光結晶を中心として２倍の
速度で２θ回転させ、 上記第２ゴニオメータは、第２分光結晶をθ回転させる
と共に検出器ユニットを第２分光結晶を中心として２倍
の速度で２θ回転させ、 上記の各分光結晶のうちの少なくとも一方は、モザイク
角度幅が広く且つ厚さの薄い結晶によって形成されるこ
とを特徴とするＥＸＡＦＳ測定装置。2. An X-ray source that generates X-rays, a first dispersive crystal that disperses the X-rays emitted from the X-ray source, and further disperses the X-rays dispersed by the first dispersive crystal into monochromatic energy. A detector unit including a second dispersive crystal, an X-ray detector for detecting X-rays dispersed by the second dispersive crystal, and a sample; and a first angle measuring angle of rotation of the first dispersive crystal and the second dispersive crystal. The first goniometer has a second goniometer and a second goniometer for measuring the rotation angles of the second dispersive crystal and the detector unit. The first goniometer rotates the first dispersive crystal by θ and moves the second dispersive crystal to the first dispersive crystal. The second goniometer rotates the second dispersive crystal by theta at the same time, and rotates the detector unit by the double speed about the second dispersive crystal at the double speed. For each of the above dispersive crystals Chino at least one of, EXAFS measurement apparatus characterized by being formed by a thin crystal mosaic angular width is wide and thick.
いて、分光結晶はＸ線ビームを所定点に集束できるよう
に湾曲することを特徴とするＥＸＡＦＳ測定装置。3. The EXAFS measurement device according to claim 1, wherein the dispersive crystal is curved so that the X-ray beam can be focused on a predetermined point.
いて、第１分光結晶及び第２分光結晶の少なくともいず
れか１つは、Ｘ線ビームを所定点に集束できるように湾
曲することを特徴とするＥＸＡＦＳ測定装置。4. The EXAFS measurement device according to claim 2, wherein at least one of the first dispersive crystal and the second dispersive crystal is curved so that the X-ray beam can be focused at a predetermined point. EXAFS measuring device.
１つに記載のＥＸＡＦＳ測定装置において、分光結晶
は、パイロリテックグラファイトによって形成されるこ
とを特徴とするＥＸＡＦＳ測定装置。5. The EXAFS measurement device according to claim 1, wherein the dispersive crystal is formed of pyrolithic graphite.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6290510A JPH08128971A (en) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | Exafs measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6290510A JPH08128971A (en) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | Exafs measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08128971A true JPH08128971A (en) | 1996-05-21 |
Family
ID=17756956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6290510A Pending JPH08128971A (en) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | Exafs measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08128971A (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020514764A (en) * | 2017-03-22 | 2020-05-21 | シグレイ、インコーポレイテッド | Method and X-ray absorption spectroscopy system for performing X-ray spectroscopy |
| US10989822B2 (en) | 2018-06-04 | 2021-04-27 | Sigray, Inc. | Wavelength dispersive x-ray spectrometer |
| US10991538B2 (en) | 2018-07-26 | 2021-04-27 | Sigray, Inc. | High brightness x-ray reflection source |
| US11056308B2 (en) | 2018-09-07 | 2021-07-06 | Sigray, Inc. | System and method for depth-selectable x-ray analysis |
| US11143605B2 (en) | 2019-09-03 | 2021-10-12 | Sigray, Inc. | System and method for computed laminography x-ray fluorescence imaging |
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| US11992350B2 (en) | 2022-03-15 | 2024-05-28 | Sigray, Inc. | System and method for compact laminography utilizing microfocus transmission x-ray source and variable magnification x-ray detector |
-
1994
- 1994-10-31 JP JP6290510A patent/JPH08128971A/en active Pending
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