JPH11352079A - Ｘａｆｓ測定方法及びｘａｆｓ測定装置 - Google Patents
Ｘａｆｓ測定方法及びｘａｆｓ測定装置Info
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- JPH11352079A JPH11352079A JP10162280A JP16228098A JPH11352079A JP H11352079 A JPH11352079 A JP H11352079A JP 10162280 A JP10162280 A JP 10162280A JP 16228098 A JP16228098 A JP 16228098A JP H11352079 A JPH11352079 A JP H11352079A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単色化したＸ線の強度を高めることにより、
より一層分解能の高いＸＡＦＳ測定ができるようにす
る。 【解決手段】 Ｘ線源Ｆから放射されたＸ線を曲率を持
ったキャピラリ束１によって平行Ｘ線ビームに成形し、
その平行Ｘ線ビームを平板結晶モノクロメータ１１へ照
射してそのモノクロメータから特定波長の平行Ｘ線ビー
ムを取り出し、取り出したＸ線ビームに関して試料Ｓに
入射する前のＸ線強度値及び試料を透過した後のＸ線強
度値を測定し、そしてモノクロメータ１１への平行Ｘ線
ビームの入射角度を変化させることにより試料Ｓへ入射
するＸ線のエネルギ値を変化させる。曲率を持ったキャ
ピラリ束１を用いることにより、強度の強い平行Ｘ線ビ
ームを形成してそれをモノクロメータ１１へ照射できる
ので、平板結晶モノクロメータを用いることができる。
より一層分解能の高いＸＡＦＳ測定ができるようにす
る。 【解決手段】 Ｘ線源Ｆから放射されたＸ線を曲率を持
ったキャピラリ束１によって平行Ｘ線ビームに成形し、
その平行Ｘ線ビームを平板結晶モノクロメータ１１へ照
射してそのモノクロメータから特定波長の平行Ｘ線ビー
ムを取り出し、取り出したＸ線ビームに関して試料Ｓに
入射する前のＸ線強度値及び試料を透過した後のＸ線強
度値を測定し、そしてモノクロメータ１１への平行Ｘ線
ビームの入射角度を変化させることにより試料Ｓへ入射
するＸ線のエネルギ値を変化させる。曲率を持ったキャ
ピラリ束１を用いることにより、強度の強い平行Ｘ線ビ
ームを形成してそれをモノクロメータ１１へ照射できる
ので、平板結晶モノクロメータを用いることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料に関するＸ線
吸収線図に現れる吸収係数の振動構造、例えばＥＸＡＦ
Ｓ及びＸＡＮＥＳを測定するためのＸＡＦＳ測定方法及
びＸＡＦＳ測定装置に関する。
吸収線図に現れる吸収係数の振動構造、例えばＥＸＡＦ
Ｓ及びＸＡＮＥＳを測定するためのＸＡＦＳ測定方法及
びＸＡＦＳ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、試料に照射するＸ線のエネルギ
を徐々に変えてゆき、その各々のエネルギについて試料
に入射するＸ線の強度（Ｉ0 ｃｐｓ）と試料を透過した
Ｘ線の強度（Ｉｃｐｓ）との比（Ｉ0 ／Ｉ）を求め、そ
れらに基づいて質量吸収係数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８に
示すようなＸ線吸収線図が得られる。なお、ｃｐｓは単
位時間当たりのＸ線カウント値（count／second）であ
る。
を徐々に変えてゆき、その各々のエネルギについて試料
に入射するＸ線の強度（Ｉ0 ｃｐｓ）と試料を透過した
Ｘ線の強度（Ｉｃｐｓ）との比（Ｉ0 ／Ｉ）を求め、そ
れらに基づいて質量吸収係数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８に
示すようなＸ線吸収線図が得られる。なお、ｃｐｓは単
位時間当たりのＸ線カウント値（count／second）であ
る。
【０００３】このＸ線吸収線図において、吸収端Ａより
も高エネルギ側５０ｅＶ程度の狭い領域に現れる吸収端
微細構造は、通常、ＸＡＮＥＳ（ゼーネス：X-Ray Abso
rption Near Edge Structure）と呼ばれている。また、
ＸＡＮＥＳよりも高いエネルギ側へ１０００ｅＶ程度の
広い領域に現れるＸ線強度比の振動構造、すなわち吸収
係数の振動構造は、ＥＸＡＦＳ（イグザフス：Extended
X-Ray Absorption Fine Structure）と呼ばれている。
も高エネルギ側５０ｅＶ程度の狭い領域に現れる吸収端
微細構造は、通常、ＸＡＮＥＳ（ゼーネス：X-Ray Abso
rption Near Edge Structure）と呼ばれている。また、
ＸＡＮＥＳよりも高いエネルギ側へ１０００ｅＶ程度の
広い領域に現れるＸ線強度比の振動構造、すなわち吸収
係数の振動構造は、ＥＸＡＦＳ（イグザフス：Extended
X-Ray Absorption Fine Structure）と呼ばれている。
【０００４】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８
に示すようなＸ線吸収線図を求めれば、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ＸＡＦＳ測定方法及びＸＡＦＳ測定装置は、そのよ
うなＸＡＮＥＳ及びＥＸＡＦＳに基づいて試料の構造解
析を行うものである。
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８
に示すようなＸ線吸収線図を求めれば、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ＸＡＦＳ測定方法及びＸＡＦＳ測定装置は、そのよ
うなＸＡＮＥＳ及びＥＸＡＦＳに基づいて試料の構造解
析を行うものである。
【０００５】従来のＸＡＦＳ測定装置では、一般に、図
９に示すように、直径が一定不変である仮想の集中円Ｃ
r の上に、Ｘ線源５２、湾曲結晶モノクロメータ５３及
び受光スリット５４を配設する。湾曲結晶モノクロメー
タ５３は、集中円Ｃr と実質的に同じ曲率で湾曲する。
受光スリット５４は、入射Ｘ線検出器５５、試料Ｓ及び
透過Ｘ線検出器５７と共に支持台５８の上に設けられ
る。
９に示すように、直径が一定不変である仮想の集中円Ｃ
r の上に、Ｘ線源５２、湾曲結晶モノクロメータ５３及
び受光スリット５４を配設する。湾曲結晶モノクロメー
タ５３は、集中円Ｃr と実質的に同じ曲率で湾曲する。
受光スリット５４は、入射Ｘ線検出器５５、試料Ｓ及び
透過Ｘ線検出器５７と共に支持台５８の上に設けられ
る。
【０００６】測定に際しては、図９において（ａ）→
（ｂ）→（ｃ）で示すように、湾曲結晶モノクロメータ
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と湾曲結晶モノクロメータ５３との
間の距離Ｌ1 は徐々に変化し、そして湾曲結晶モノクロ
メータ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、湾曲結晶モノクロメータ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を用いて駆動することによって実
現している。
（ｂ）→（ｃ）で示すように、湾曲結晶モノクロメータ
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と湾曲結晶モノクロメータ５３との
間の距離Ｌ1 は徐々に変化し、そして湾曲結晶モノクロ
メータ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、湾曲結晶モノクロメータ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を用いて駆動することによって実
現している。
【０００７】この従来のＸＡＦＳ測定装置では、Ｘ線源
５２から放射されて発散する連続Ｘ線を湾曲結晶モノク
ロメータ５３で単色Ｘ線に分光して試料Ｓに入射し、そ
のＸ線の透過率をＸ線のエネルギ量との対応で測定す
る。試料Ｓに入射するＸ線のエネルギを変化させるた
め、湾曲結晶モノクロメータ５３を集中円Ｃr に沿って
移動させることにより、その湾曲結晶モノクロメータ５
３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量が変化するＸ線を試料Ｓに
照射することによって図８に示すＸ線吸収線図を得る。
５２から放射されて発散する連続Ｘ線を湾曲結晶モノク
ロメータ５３で単色Ｘ線に分光して試料Ｓに入射し、そ
のＸ線の透過率をＸ線のエネルギ量との対応で測定す
る。試料Ｓに入射するＸ線のエネルギを変化させるた
め、湾曲結晶モノクロメータ５３を集中円Ｃr に沿って
移動させることにより、その湾曲結晶モノクロメータ５
３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量が変化するＸ線を試料Ｓに
照射することによって図８に示すＸ線吸収線図を得る。
【０００８】しかしながら従来のＸＡＦＳ測定装置で
は、Ｘ線源５２に対して湾曲結晶モノクロメータ５３及
び検出器支持台５８を上記の特定の移動条件の下で移動
させなければならず、そのためのリンク機構の構造及び
動作が極めて複雑で、しかも大型になっていた。機械が
複雑であるため、各要素の光学的な位置関係を調整する
のも非常に難しかった。
は、Ｘ線源５２に対して湾曲結晶モノクロメータ５３及
び検出器支持台５８を上記の特定の移動条件の下で移動
させなければならず、そのためのリンク機構の構造及び
動作が極めて複雑で、しかも大型になっていた。機械が
複雑であるため、各要素の光学的な位置関係を調整する
のも非常に難しかった。
【０００９】この問題を解決するため、本発明者は、特
開平９−８９８１３号公報において、コリメータ及び平
板結晶モノクロメータを用いたＸＡＦＳ測定装置を提案
した。この測定装置によれば、平板結晶モノクロメータ
を用いたことにより、ゴニオメータとしてθ−２θ型の
極一般的なゴニオメータを用いることが可能となり、よ
って、ＸＡＦＳ測定装置の構造及び動作を非常に簡単に
することができた。
開平９−８９８１３号公報において、コリメータ及び平
板結晶モノクロメータを用いたＸＡＦＳ測定装置を提案
した。この測定装置によれば、平板結晶モノクロメータ
を用いたことにより、ゴニオメータとしてθ−２θ型の
極一般的なゴニオメータを用いることが可能となり、よ
って、ＸＡＦＳ測定装置の構造及び動作を非常に簡単に
することができた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】特開平９−８９８１３
号公報に開示された上記従来のＸＡＦＳ測定装置を用い
れば実用上十分な精度でＸＡＦＳ測定を行うことができ
るのであるが、強度の強い正確な平行Ｘ線ビームをコリ
メータによって形成することが必ずしも希望通り十分に
行うことができない場合もあり、そのため、分解能の点
で若干の不満が残っていた。
号公報に開示された上記従来のＸＡＦＳ測定装置を用い
れば実用上十分な精度でＸＡＦＳ測定を行うことができ
るのであるが、強度の強い正確な平行Ｘ線ビームをコリ
メータによって形成することが必ずしも希望通り十分に
行うことができない場合もあり、そのため、分解能の点
で若干の不満が残っていた。
【００１１】本発明は、従来のＸＡＦＳ測定装置におけ
る上記の問題点に鑑みて成されたものであって、単色化
したＸ線の強度を高めることにより、より一層分解能の
高いＸＡＦＳ測定ができるようにすることを目的とす
る。
る上記の問題点に鑑みて成されたものであって、単色化
したＸ線の強度を高めることにより、より一層分解能の
高いＸＡＦＳ測定ができるようにすることを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】（１） 上記の目的を達
成するため、本発明に係るＸＡＦＳ測定方法は、（ａ）
試料に入射するＸ線のエネルギを変化させたときに得ら
れる質量吸収係数の振動構造を測定するＸＡＦＳ測定方
法において、（ｂ）Ｘ線源から放射されたＸ線を曲率を
持ったキャピラリ束によって平行Ｘ線ビームに成形し、
（ｃ）その平行Ｘ線ビームを平板結晶モノクロメータへ
照射してその平板結晶モノクロメータかた特定波長の平
行Ｘ線ビームを取り出し、（ｄ）取り出した平行Ｘ線ビ
ームに関して試料に入射する前のＸ線強度値及び試料を
透過した後のＸ線強度値を測定し、（ｅ）平板結晶モノ
クロメータへの平行Ｘ線ビームの入射角度を変化させる
ことにより試料へ入射するＸ線のエネルギを変化させる
ことを特徴とする。
成するため、本発明に係るＸＡＦＳ測定方法は、（ａ）
試料に入射するＸ線のエネルギを変化させたときに得ら
れる質量吸収係数の振動構造を測定するＸＡＦＳ測定方
法において、（ｂ）Ｘ線源から放射されたＸ線を曲率を
持ったキャピラリ束によって平行Ｘ線ビームに成形し、
（ｃ）その平行Ｘ線ビームを平板結晶モノクロメータへ
照射してその平板結晶モノクロメータかた特定波長の平
行Ｘ線ビームを取り出し、（ｄ）取り出した平行Ｘ線ビ
ームに関して試料に入射する前のＸ線強度値及び試料を
透過した後のＸ線強度値を測定し、（ｅ）平板結晶モノ
クロメータへの平行Ｘ線ビームの入射角度を変化させる
ことにより試料へ入射するＸ線のエネルギを変化させる
ことを特徴とする。
【００１３】（２） また、本発明に係るＸＡＦＳ測定
装置は、（ａ）試料に入射するＸ線のエネルギを変化さ
せたときに得られる質量吸収係数の振動構造を測定する
ＸＡＦＳ測定装置において、（ｂ）Ｘ線を放射するＸ線
源と、（ｃ）放射されたＸ線を平行Ｘ線ビームとしてと
り出すための曲率を持ったキャピラリ束と、（ｄ）その
平行Ｘ線ビームを受け取って特定波長の平行Ｘ線ビーム
を出射する平板結晶モノクロメータと、（ｅ）試料へ入
射するＸ線のＸ線強度値を測定する入射Ｘ線検出器と、
（ｆ）試料を透過したＸ線のＸ線強度値を測定する透過
Ｘ線検出器と、（ｇ）平板結晶モノクロメータを支持す
ると共にそのモノクロメータのＸ線回折面を通るθ回転
軸線を中心としてθ回転するθ回転台と、（ｈ）入射Ｘ
線検出器及び透過Ｘ線検出器を支持すると共にθ回転軸
線を中心としてθ回転の２倍の角速度で同じ回転方向へ
２θ回転する２θ回転アームとを有することを特徴とす
る。
装置は、（ａ）試料に入射するＸ線のエネルギを変化さ
せたときに得られる質量吸収係数の振動構造を測定する
ＸＡＦＳ測定装置において、（ｂ）Ｘ線を放射するＸ線
源と、（ｃ）放射されたＸ線を平行Ｘ線ビームとしてと
り出すための曲率を持ったキャピラリ束と、（ｄ）その
平行Ｘ線ビームを受け取って特定波長の平行Ｘ線ビーム
を出射する平板結晶モノクロメータと、（ｅ）試料へ入
射するＸ線のＸ線強度値を測定する入射Ｘ線検出器と、
（ｆ）試料を透過したＸ線のＸ線強度値を測定する透過
Ｘ線検出器と、（ｇ）平板結晶モノクロメータを支持す
ると共にそのモノクロメータのＸ線回折面を通るθ回転
軸線を中心としてθ回転するθ回転台と、（ｈ）入射Ｘ
線検出器及び透過Ｘ線検出器を支持すると共にθ回転軸
線を中心としてθ回転の２倍の角速度で同じ回転方向へ
２θ回転する２θ回転アームとを有することを特徴とす
る。
【００１４】上記構成において、「曲率を持ったキャピ
ラリ束」とは、Ｘ線源から放射された発散Ｘ線ビームを
平行Ｘ線ビームとして出射するための光学的要素であ
る。このキャピラリ束は、例えば、微細径で適宜の長さ
のキャピラリチューブ、例えばガラスキャピラリチュー
ブを用いて図５のように形成できる。図５に示すキャピ
ラリ束１は、内径が１０〜２０μｍ程度の複数本のガラ
スキャピラリチューブ２を、それぞれ放物線状の曲率を
もって曲げた状態で束ねることによって形成される。
ラリ束」とは、Ｘ線源から放射された発散Ｘ線ビームを
平行Ｘ線ビームとして出射するための光学的要素であ
る。このキャピラリ束は、例えば、微細径で適宜の長さ
のキャピラリチューブ、例えばガラスキャピラリチュー
ブを用いて図５のように形成できる。図５に示すキャピ
ラリ束１は、内径が１０〜２０μｍ程度の複数本のガラ
スキャピラリチューブ２を、それぞれ放物線状の曲率を
もって曲げた状態で束ねることによって形成される。
【００１５】このキャピラリ束１のＸ線入射側の端面１
ａの面積はＸ線出射側の端面１ｂよりも小さく形成され
る。例えば、入射側端面１ａは１６ｍｍ×１６ｍｍの正
方形状に形成され、出射側端面１ｂは２０ｍｍ×２０ｍ
ｍの正方形状に形成され、そして、入射側端面１ａから
出射側端面１ｂまでのガラスキャピラリチューブ２の長
さは、例えば８０ｍｍに設定する。このキャピラリ束１
を用いれば、Ｘ線焦点Ｆから放射されて発散するＸ線ビ
ームＲ１を入射側端面１ａから取り込んで、出射側端面
１ｂから平行Ｘ線ビームＲ２として取り出すことができ
る。
ａの面積はＸ線出射側の端面１ｂよりも小さく形成され
る。例えば、入射側端面１ａは１６ｍｍ×１６ｍｍの正
方形状に形成され、出射側端面１ｂは２０ｍｍ×２０ｍ
ｍの正方形状に形成され、そして、入射側端面１ａから
出射側端面１ｂまでのガラスキャピラリチューブ２の長
さは、例えば８０ｍｍに設定する。このキャピラリ束１
を用いれば、Ｘ線焦点Ｆから放射されて発散するＸ線ビ
ームＲ１を入射側端面１ａから取り込んで、出射側端面
１ｂから平行Ｘ線ビームＲ２として取り出すことができ
る。
【００１６】発散Ｘ線ビームＲ１は、入射側端面から個
々のガラスキャピラリチューブ２に取り込まれ、さら
に、それらのガラスキャピラリチューブ２の内部を全反
射しながら伝播した後、出射側端面から外部へ出射する
ので、発散Ｘ線ビームＲ１は、ほとんど減衰することな
く強度の強い平行Ｘ線ビームＲ２としてその出射側端面
に取り出される。
々のガラスキャピラリチューブ２に取り込まれ、さら
に、それらのガラスキャピラリチューブ２の内部を全反
射しながら伝播した後、出射側端面から外部へ出射する
ので、発散Ｘ線ビームＲ１は、ほとんど減衰することな
く強度の強い平行Ｘ線ビームＲ２としてその出射側端面
に取り出される。
【００１７】本発明に係るＸＡＦＳ測定方法及びＸＡＦ
Ｓ測定装置では、Ｘ線源から放射されたＸ線がキャピラ
リ束によって平行Ｘ線ビームとして取り出され、平板結
晶モノクロメータの働きによってその平行Ｘ線ビームか
ら特定波長すなわち特定エネルギのＸ線が取り出され
る。このときに取り出されるＸ線も平行Ｘ線ビームであ
る。
Ｓ測定装置では、Ｘ線源から放射されたＸ線がキャピラ
リ束によって平行Ｘ線ビームとして取り出され、平板結
晶モノクロメータの働きによってその平行Ｘ線ビームか
ら特定波長すなわち特定エネルギのＸ線が取り出され
る。このときに取り出されるＸ線も平行Ｘ線ビームであ
る。
【００１８】本発明では、Ｘ線源から発散するＸ線ビー
ムをキャピラリ束によって平行Ｘ線ビームに成形されて
からモノクロメータへ入射するようにしたので、モノク
ロメータとして湾曲形状でない平板形状のものを使用で
きる。こうして、平板結晶モノクロメータを用いれば、
湾曲結晶モノクロメータを用いた場合に比べて分解能が
向上する。すなわち、Ｘ線エネルギの細かい変化に関し
て質量吸収係数μの変動を正確に測定できる。
ムをキャピラリ束によって平行Ｘ線ビームに成形されて
からモノクロメータへ入射するようにしたので、モノク
ロメータとして湾曲形状でない平板形状のものを使用で
きる。こうして、平板結晶モノクロメータを用いれば、
湾曲結晶モノクロメータを用いた場合に比べて分解能が
向上する。すなわち、Ｘ線エネルギの細かい変化に関し
て質量吸収係数μの変動を正確に測定できる。
【００１９】ところで、一般的なＸ線装置に用いられる
ゴニオメータとして、θ−２θ型ゴニオメータが知られ
ている。このθ−２θ型ゴニオメータは、位置不動のθ
回転軸線を中心として回転（いわゆる、θ回転）するθ
回転台と、同じくθ回転軸線を中心としてθ回転と同じ
方向へ２倍の角速度で回転する２θ回転台とを有する。
粉末試料等を測定対象とした通常のＸ線回折装置では、
θ回転台によって試料を支持し、２θ回転台によってＸ
線カウンタ等を支持し、そしてＸ線源から放射されるＸ
線をθ回転する試料に照射する。θ回転角度がいわゆる
ブラッグの回折条件を満足する角度に到来すると、試料
から回折Ｘ線が発生し、その回折Ｘ線がＸ線カウンタに
よって検出される。
ゴニオメータとして、θ−２θ型ゴニオメータが知られ
ている。このθ−２θ型ゴニオメータは、位置不動のθ
回転軸線を中心として回転（いわゆる、θ回転）するθ
回転台と、同じくθ回転軸線を中心としてθ回転と同じ
方向へ２倍の角速度で回転する２θ回転台とを有する。
粉末試料等を測定対象とした通常のＸ線回折装置では、
θ回転台によって試料を支持し、２θ回転台によってＸ
線カウンタ等を支持し、そしてＸ線源から放射されるＸ
線をθ回転する試料に照射する。θ回転角度がいわゆる
ブラッグの回折条件を満足する角度に到来すると、試料
から回折Ｘ線が発生し、その回折Ｘ線がＸ線カウンタに
よって検出される。
【００２０】本発明に係るＸＡＦＳ測定方法及びＸＡＦ
Ｓ測定装置によれば、Ｘ線源から放射されて発散するＸ
線を曲率を持ったキャピラリ束によって平行Ｘ線ビーム
に成形してからモノクロメータへ入射するようにしたの
で、モノクロメータを図９に示したように集中円Ｃr に
沿って移動させる必要がなくなり、単に、一定の位置で
回転させることが可能になった。その結果、図９に示し
た複雑で大型の測角機構、すなわちゴニオメータを用い
ることなく、上述した簡単で小型なθ−２θ型ゴニオメ
ータを用いることができる。
Ｓ測定装置によれば、Ｘ線源から放射されて発散するＸ
線を曲率を持ったキャピラリ束によって平行Ｘ線ビーム
に成形してからモノクロメータへ入射するようにしたの
で、モノクロメータを図９に示したように集中円Ｃr に
沿って移動させる必要がなくなり、単に、一定の位置で
回転させることが可能になった。その結果、図９に示し
た複雑で大型の測角機構、すなわちゴニオメータを用い
ることなく、上述した簡単で小型なθ−２θ型ゴニオメ
ータを用いることができる。
【００２１】具体的には、θ回転台によって平板結晶モ
ノクロメータを支持し、２θ回転台によって入射Ｘ線検
出器及び透過Ｘ線検出器を支持する。なお、入射Ｘ線検
出器及び透過Ｘ線検出器は、それぞれ、個別のＸ線検出
器によって構成することもでき、あるいは１個のＸ線検
出器によってそれらを兼用させることもできる。１個の
Ｘ線検出器によって入射Ｘ線検出器及び透過Ｘ線検出器
を兼用する場合には、試料の後方位置にＸ線検出器を配
設し、試料をＸ線経路から退避させることによって試料
を通過する前のＸ線強度を測定し、そして試料をＸ線経
路を遮る位置に置くことによって試料を透過するＸ線強
度値を測定する。
ノクロメータを支持し、２θ回転台によって入射Ｘ線検
出器及び透過Ｘ線検出器を支持する。なお、入射Ｘ線検
出器及び透過Ｘ線検出器は、それぞれ、個別のＸ線検出
器によって構成することもでき、あるいは１個のＸ線検
出器によってそれらを兼用させることもできる。１個の
Ｘ線検出器によって入射Ｘ線検出器及び透過Ｘ線検出器
を兼用する場合には、試料の後方位置にＸ線検出器を配
設し、試料をＸ線経路から退避させることによって試料
を通過する前のＸ線強度を測定し、そして試料をＸ線経
路を遮る位置に置くことによって試料を透過するＸ線強
度値を測定する。
【００２２】（３） 上記（２）記載のＸＡＦＳ測定装
置において、前記Ｘ線源としてはポイント状Ｘ線ビーム
を放射するものを用いることができる。
置において、前記Ｘ線源としてはポイント状Ｘ線ビーム
を放射するものを用いることができる。
【００２３】（４） 上記（２）又は（３）記載のＸＡ
ＦＳ測定装置において、前記キャピラリ束のＸ線源側す
なわちＸ線入射側の端面形状及び平板結晶モノクロメー
タ側すなわちＸ線出射側の端面形状は共に種々の形状、
例えば、正方形、円形、多角形等とすることができる。
ＦＳ測定装置において、前記キャピラリ束のＸ線源側す
なわちＸ線入射側の端面形状及び平板結晶モノクロメー
タ側すなわちＸ線出射側の端面形状は共に種々の形状、
例えば、正方形、円形、多角形等とすることができる。
【００２４】（５） 上記ＸＡＦＳ測定装置において、
前記キャピラリ束は放物線状の曲率を持って曲がった状
態のキャピラリチューブを複数本束ねることによって形
成でき、さらに、Ｘ線源側の端面が平板結晶モノクロメ
ータ側の端面よりも面積が小さくなるように形成でき
る。この構成により、Ｘ線源から発散するＸ線を減衰さ
せることなく平行Ｘ線ビームに変換できる。
前記キャピラリ束は放物線状の曲率を持って曲がった状
態のキャピラリチューブを複数本束ねることによって形
成でき、さらに、Ｘ線源側の端面が平板結晶モノクロメ
ータ側の端面よりも面積が小さくなるように形成でき
る。この構成により、Ｘ線源から発散するＸ線を減衰さ
せることなく平行Ｘ線ビームに変換できる。
【００２５】（６） 上記構成のＸＡＦＳ測定装置にお
いて、前記平板結晶モノクロメータと前記試料との間に
縦方向又は横方向のＸ線の発散を規制するソーラスリッ
トを配設することができる。この構成によれば、より一
層正確な平行Ｘ線ビームを試料へ照射することができ
る。
いて、前記平板結晶モノクロメータと前記試料との間に
縦方向又は横方向のＸ線の発散を規制するソーラスリッ
トを配設することができる。この構成によれば、より一
層正確な平行Ｘ線ビームを試料へ照射することができ
る。
【００２６】（７） 上記構成のＸＡＦＳ測定装置にお
いて、前記平板結晶モノクロメータで回折したＸ線を断
面積の小さいＸ線ビームとしてとり出すための曲率を持
った２次側キャピラリ束を設けることができる。この構
成によれば、平板結晶モノクロメータによって単色化さ
れた平行Ｘ線ビームを断面積の小さなＸ線ビームに絞る
ことができるので、微小試料又は試料の微小部分に関し
て強度の強いＸ線ビームを照射できる。
いて、前記平板結晶モノクロメータで回折したＸ線を断
面積の小さいＸ線ビームとしてとり出すための曲率を持
った２次側キャピラリ束を設けることができる。この構
成によれば、平板結晶モノクロメータによって単色化さ
れた平行Ｘ線ビームを断面積の小さなＸ線ビームに絞る
ことができるので、微小試料又は試料の微小部分に関し
て強度の強いＸ線ビームを照射できる。
【００２７】（８） 上記構成のＸＡＦＳ測定装置にお
いて、前記平板結晶モノクロメータは、湾曲形状でない
平板形状のゲルマニウムやシリコン等の単結晶によって
形成されるモノクロメータである。このモノクロメータ
としては、図６に示すような、対称カットのモノクロメ
ータ３を用いることもできるし、図７に示すような、非
対称カットのモノクロメータ４を用いることもできる。
いて、前記平板結晶モノクロメータは、湾曲形状でない
平板形状のゲルマニウムやシリコン等の単結晶によって
形成されるモノクロメータである。このモノクロメータ
としては、図６に示すような、対称カットのモノクロメ
ータ３を用いることもできるし、図７に示すような、非
対称カットのモノクロメータ４を用いることもできる。
【００２８】対称カットのモノクロメータというのは、
単結晶を結晶格子面に対して平行にカットしてＸ線回折
面３ａを形成したものであり、入射Ｘ線Ｒ１に対して対
称に回折Ｘ線Ｒ２を取り出すようにしたモノクロメータ
である。一方、非対称カットモノクロメータというの
は、単結晶を結晶格子面に対して斜めにカットしてＸ線
回折面４ａを形成したものであり、入射Ｘ線Ｒ１に対し
て非対称に回折Ｘ線Ｒ２を取り出すようにしたモノクロ
メータである。非対称というのは、回折Ｘ線Ｒ２のビー
ム幅が入射Ｘ線Ｒ１のビーム幅に対して広がったり、あ
るいは狭まったりすることである。図７では、回折Ｘ線
Ｒ２のビーム幅が入射Ｘ線Ｒ１のビーム幅よりも狭まっ
た状態を示している。
単結晶を結晶格子面に対して平行にカットしてＸ線回折
面３ａを形成したものであり、入射Ｘ線Ｒ１に対して対
称に回折Ｘ線Ｒ２を取り出すようにしたモノクロメータ
である。一方、非対称カットモノクロメータというの
は、単結晶を結晶格子面に対して斜めにカットしてＸ線
回折面４ａを形成したものであり、入射Ｘ線Ｒ１に対し
て非対称に回折Ｘ線Ｒ２を取り出すようにしたモノクロ
メータである。非対称というのは、回折Ｘ線Ｒ２のビー
ム幅が入射Ｘ線Ｒ１のビーム幅に対して広がったり、あ
るいは狭まったりすることである。図７では、回折Ｘ線
Ｒ２のビーム幅が入射Ｘ線Ｒ１のビーム幅よりも狭まっ
た状態を示している。
【００２９】（９） 本発明に係るＸＡＦＳ測定装置
は、例えば次のような具体的な形状及び寸法によって構
成できる。すなわち、前記Ｘ線源は約０．５ｍｍ×約
１．０ｍｍの長方形状のＸ線焦点からポイント状Ｘ線ビ
ームを発生するようにし、前記キャピラリ束のＸ線源
側すなわちＸ線入射側の端面形状は約１６ｍｍ×約１６
ｍｍの正方形状とし、そのキャピラリ束の平板結晶モ
ノクロメータ側すなわちＸ線出射側の端面形状は約２０
ｍｍ×約２０ｍｍの正方形状とし、そしてそのキャピ
ラリ束の長さは約８０ｍｍに設定する。
は、例えば次のような具体的な形状及び寸法によって構
成できる。すなわち、前記Ｘ線源は約０．５ｍｍ×約
１．０ｍｍの長方形状のＸ線焦点からポイント状Ｘ線ビ
ームを発生するようにし、前記キャピラリ束のＸ線源
側すなわちＸ線入射側の端面形状は約１６ｍｍ×約１６
ｍｍの正方形状とし、そのキャピラリ束の平板結晶モ
ノクロメータ側すなわちＸ線出射側の端面形状は約２０
ｍｍ×約２０ｍｍの正方形状とし、そしてそのキャピ
ラリ束の長さは約８０ｍｍに設定する。
【００３０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るＸＡＦＳ測
定装置の一実施形態を模式的に示している。このＸＡＦ
Ｓ測定装置は、フィラメント６及び回転ターゲット７を
備えたＸ線源としてのＸ線管５と、キャピラリ束１と、
θ回転台９に支持された平板結晶モノクロメータ１１
と、ソーラスリット１２と、試料Ｓと、その試料Ｓに入
射する前のＸ線の強度を測定する入射Ｘ線検出器１３
と、試料Ｓを透過した後のＸ線の強度を測定する透過Ｘ
線検出器１４とを有する。
定装置の一実施形態を模式的に示している。このＸＡＦ
Ｓ測定装置は、フィラメント６及び回転ターゲット７を
備えたＸ線源としてのＸ線管５と、キャピラリ束１と、
θ回転台９に支持された平板結晶モノクロメータ１１
と、ソーラスリット１２と、試料Ｓと、その試料Ｓに入
射する前のＸ線の強度を測定する入射Ｘ線検出器１３
と、試料Ｓを透過した後のＸ線の強度を測定する透過Ｘ
線検出器１４とを有する。
【００３１】フィラメント６は通電によって発熱して熱
電子を放出し、その熱電子が高速度で回転ターゲット７
に衝突してＸ線焦点Ｆを形成する。このＸ線焦点Ｆは、
例えば図５に示すように、ａ×ｂ＝０．５ｍｍ×１．０
ｍｍ程度の大きさに形成される。このＸ線焦点Ｆから
は、種々の波長のＸ線を含んだＸ線、すなわち連続Ｘ線
が発散状態で放射される。このＸ線は、その断面形状が
ライン状でないポイント状のＸ線ビームである。
電子を放出し、その熱電子が高速度で回転ターゲット７
に衝突してＸ線焦点Ｆを形成する。このＸ線焦点Ｆは、
例えば図５に示すように、ａ×ｂ＝０．５ｍｍ×１．０
ｍｍ程度の大きさに形成される。このＸ線焦点Ｆから
は、種々の波長のＸ線を含んだＸ線、すなわち連続Ｘ線
が発散状態で放射される。このＸ線は、その断面形状が
ライン状でないポイント状のＸ線ビームである。
【００３２】キャピラリ束１は、例えば図５に示すよう
に、微細径のガラスキャピラリチューブ２を放物線状に
湾曲させて多数本互いに密着状態に束ねて集合させるこ
とによって形成される。このキャピラリ束１の入射側端
面１ａに入射する発散Ｘ線Ｒ１は、個々のガラスキャピ
ラリ２の働きにより、出射側端面１ｂに平行Ｘ線ビーム
Ｒ２として取り出される。
に、微細径のガラスキャピラリチューブ２を放物線状に
湾曲させて多数本互いに密着状態に束ねて集合させるこ
とによって形成される。このキャピラリ束１の入射側端
面１ａに入射する発散Ｘ線Ｒ１は、個々のガラスキャピ
ラリ２の働きにより、出射側端面１ｂに平行Ｘ線ビーム
Ｒ２として取り出される。
【００３３】このキャピラリ束１では、個々のキャピラ
リチューブ２を放物線状に湾曲させることによって発散
Ｘ線ビームを平行Ｘ線ビームに成形するので、特開平９
−８９８１３号公報に開示された微細管プレートコリメ
ータ等に比べて、より一層強度の強い平行Ｘ線ビームを
得ることができる。
リチューブ２を放物線状に湾曲させることによって発散
Ｘ線ビームを平行Ｘ線ビームに成形するので、特開平９
−８９８１３号公報に開示された微細管プレートコリメ
ータ等に比べて、より一層強度の強い平行Ｘ線ビームを
得ることができる。
【００３４】図１に戻って、θ回転台９は、θ回転駆動
装置１５によって駆動されてθ回転軸線ωを中心として
所定の角速度で連続的又は間欠的に回転、すなわちθ回
転する。θ回転軸線ωは図１の紙面垂直方向に延びる軸
線であって、平板結晶モノクロメータ１１のＸ線回折面
に含まれる。平板結晶モノクロメータ１１は、例えば、
図６に示すような対称カットの平板結晶によって構成さ
れる。
装置１５によって駆動されてθ回転軸線ωを中心として
所定の角速度で連続的又は間欠的に回転、すなわちθ回
転する。θ回転軸線ωは図１の紙面垂直方向に延びる軸
線であって、平板結晶モノクロメータ１１のＸ線回折面
に含まれる。平板結晶モノクロメータ１１は、例えば、
図６に示すような対称カットの平板結晶によって構成さ
れる。
【００３５】θ回転台９のまわりには、それと同軸に２
θ回転台１０が設けられ、その２θ回転台１０に外側へ
延びる検出器アーム１６が設けられる。２θ回転台１０
は、２θ回転駆動装置１７によって駆動されてθ回転軸
線ωを中心としてθ回転台９のθ回転と同じ方向へ２倍
の角速度で、そのθ回転に同期して連続的又は間欠的に
回転する。このとき、検出器アーム１６は２θ回転台１
０と一体になってθ軸線ωを中心として回転する。ソー
ラスリット１２、入射Ｘ線検出器１３、試料Ｓ及び透過
Ｘ線検出器１４の各要素は、いずれも、検出器アーム１
６の上に固定支持される。
θ回転台１０が設けられ、その２θ回転台１０に外側へ
延びる検出器アーム１６が設けられる。２θ回転台１０
は、２θ回転駆動装置１７によって駆動されてθ回転軸
線ωを中心としてθ回転台９のθ回転と同じ方向へ２倍
の角速度で、そのθ回転に同期して連続的又は間欠的に
回転する。このとき、検出器アーム１６は２θ回転台１
０と一体になってθ軸線ωを中心として回転する。ソー
ラスリット１２、入射Ｘ線検出器１３、試料Ｓ及び透過
Ｘ線検出器１４の各要素は、いずれも、検出器アーム１
６の上に固定支持される。
【００３６】θ回転駆動装置１５及び２θ回転駆動装置
１７は、それ自体周知の回転駆動機構を用いて構成でき
るが、例えば、ウオームとウオームホイールを用いた回
転駆動機構を用いることができる。
１７は、それ自体周知の回転駆動機構を用いて構成でき
るが、例えば、ウオームとウオームホイールを用いた回
転駆動機構を用いることができる。
【００３７】入射Ｘ線検出器１３は、いわゆる半透過型
のＸ線検出器によって構成される。この半透過型のＸ線
検出器は、その内部に取り込んだＸ線の一部分を強度検
出のための成分として使用し、残りの部分を後方側へ透
過する構造のＸ線検出器である。この入射Ｘ線検出器１
３は、試料Ｓに入射する前のＸ線を検出して電気信号を
出力し、その出力信号は質量吸収係数演算器１８へ送ら
れる。また、透過Ｘ線検出器１４は、試料Ｓを透過した
Ｘ線を検出して電気信号を出力し、その出力信号は質量
吸収係数演算器１８へ送られる。
のＸ線検出器によって構成される。この半透過型のＸ線
検出器は、その内部に取り込んだＸ線の一部分を強度検
出のための成分として使用し、残りの部分を後方側へ透
過する構造のＸ線検出器である。この入射Ｘ線検出器１
３は、試料Ｓに入射する前のＸ線を検出して電気信号を
出力し、その出力信号は質量吸収係数演算器１８へ送ら
れる。また、透過Ｘ線検出器１４は、試料Ｓを透過した
Ｘ線を検出して電気信号を出力し、その出力信号は質量
吸収係数演算器１８へ送られる。
【００３８】質量吸収係数演算器１８は、入射Ｘ線検出
器１３の出力信号に基づいて試料Ｓに入射するＸ線強度
Ｉ0 （ｃｐｓ：count／second）を算出し、さらに透過
Ｘ線検出器１４の出力信号に基づいて試料Ｓを透過した
Ｘ線強度Ｉ（ｃｐｓ）を算出し、さらに両者の比（Ｉ0
／Ｉ）を求め、そしてさらに質量吸収係数μ＝ｌｏｇe
（Ｉ0 ／Ｉ）を算出する。
器１３の出力信号に基づいて試料Ｓに入射するＸ線強度
Ｉ0 （ｃｐｓ：count／second）を算出し、さらに透過
Ｘ線検出器１４の出力信号に基づいて試料Ｓを透過した
Ｘ線強度Ｉ（ｃｐｓ）を算出し、さらに両者の比（Ｉ0
／Ｉ）を求め、そしてさらに質量吸収係数μ＝ｌｏｇe
（Ｉ0 ／Ｉ）を算出する。
【００３９】この算出結果は、表示装置１９によって視
覚によって認識できる形に表示される。この表示装置１
９は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレ
イ、液晶ディスプレイ等といった映像表示装置や、プレ
イヤ等といった印字装置等によって構成できる。ＣＰＵ
（中央処理装置）２１は、メモリ２２の内部に格納した
所定のプログラムに従って、θ回転駆動装置１５、２θ
回転駆動装置１７、質量吸収係数演算器１８及び表示装
置１９の各機器の動作を制御する。
覚によって認識できる形に表示される。この表示装置１
９は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレ
イ、液晶ディスプレイ等といった映像表示装置や、プレ
イヤ等といった印字装置等によって構成できる。ＣＰＵ
（中央処理装置）２１は、メモリ２２の内部に格納した
所定のプログラムに従って、θ回転駆動装置１５、２θ
回転駆動装置１７、質量吸収係数演算器１８及び表示装
置１９の各機器の動作を制御する。
【００４０】本実施形態のＸＡＦＳ測定装置は以上のよ
うに構成されているので、平板結晶モノクロメータ１１
をθ回転させ、さらに入射Ｘ線検出器１３、試料Ｓ及び
透過Ｘ線検出器１４を２θ回転させながら、Ｘ線管５か
ら放射されて発散する連続Ｘ線をキャピラリ束１によっ
て断面径の広い正確な平行Ｘ線ビームに成形し、そのＸ
線ビームを平板結晶モノクロメータ１１に照射する。平
板結晶モノクロメータ１１は、入射Ｘ線の入射角度に応
じて特定波長、すなわち特定エネルギの回折Ｘ線を出射
する。
うに構成されているので、平板結晶モノクロメータ１１
をθ回転させ、さらに入射Ｘ線検出器１３、試料Ｓ及び
透過Ｘ線検出器１４を２θ回転させながら、Ｘ線管５か
ら放射されて発散する連続Ｘ線をキャピラリ束１によっ
て断面径の広い正確な平行Ｘ線ビームに成形し、そのＸ
線ビームを平板結晶モノクロメータ１１に照射する。平
板結晶モノクロメータ１１は、入射Ｘ線の入射角度に応
じて特定波長、すなわち特定エネルギの回折Ｘ線を出射
する。
【００４１】θ回転台９がθ回転すると平板結晶モノク
ロメータ１１に対する連続Ｘ線の入射角度が変化し、こ
れにより、その平板結晶モノクロメータ１１から放射さ
れて試料Ｓに入射するＸ線の波長すなわちエネルギ値が
時々刻々に変化する。入射Ｘ線検出器１３及び透過Ｘ線
検出器１４は各エネルギ値のＸ線に関して、それぞれ、
入射Ｘ線及び透過Ｘ線を検出し、そして質量吸収係数演
算器１８によって入射Ｘ線強度値Ｉ0 、透過Ｘ線強度値
Ｉ及び質量吸収係数μ＝ｌｏｇ e（Ｉ0 ／Ｉ）が演算さ
れる。
ロメータ１１に対する連続Ｘ線の入射角度が変化し、こ
れにより、その平板結晶モノクロメータ１１から放射さ
れて試料Ｓに入射するＸ線の波長すなわちエネルギ値が
時々刻々に変化する。入射Ｘ線検出器１３及び透過Ｘ線
検出器１４は各エネルギ値のＸ線に関して、それぞれ、
入射Ｘ線及び透過Ｘ線を検出し、そして質量吸収係数演
算器１８によって入射Ｘ線強度値Ｉ0 、透過Ｘ線強度値
Ｉ及び質量吸収係数μ＝ｌｏｇ e（Ｉ0 ／Ｉ）が演算さ
れる。
【００４２】ＣＰＵ２１は、その演算結果に基づいてＸ
ＡＮＥＳ及びＥＸＡＦＳを解析して試料Ｓに関する構造
を判別する。この判別結果及び必要に応じて図８に示す
Ｘ線吸収線図が表示装置１９に表示される。
ＡＮＥＳ及びＥＸＡＦＳを解析して試料Ｓに関する構造
を判別する。この判別結果及び必要に応じて図８に示す
Ｘ線吸収線図が表示装置１９に表示される。
【００４３】図２は、本発明に係るＸＡＦＳ測定装置の
他の実施形態を示している。この実施形態が図１に示し
た先の実施形態と異なる点は、図１において平板結晶モ
ノクロメータ１１と入射Ｘ線検出器１３との間に設けた
ソーラスリット１２に代えて、２次側キャピラリ束２３
を設けたことである。この２次側キャピラリ束２３は、
１次側キャピラリ束１とは逆に、入射側端面２３ａが出
射側端面２３ｂに比べて径が大きくなるように、各キャ
ピラリチューブ２に放物線状の曲率が形成されている。
他の実施形態を示している。この実施形態が図１に示し
た先の実施形態と異なる点は、図１において平板結晶モ
ノクロメータ１１と入射Ｘ線検出器１３との間に設けた
ソーラスリット１２に代えて、２次側キャピラリ束２３
を設けたことである。この２次側キャピラリ束２３は、
１次側キャピラリ束１とは逆に、入射側端面２３ａが出
射側端面２３ｂに比べて径が大きくなるように、各キャ
ピラリチューブ２に放物線状の曲率が形成されている。
【００４４】本実施形態によれば、平板結晶モノクロメ
ータ１１によって選択された特定波長すなわち特定エネ
ルギの平行Ｘ線ビームが２次側キャピラリ束２３によっ
て断面積の小さいＸ線ビームに絞られる。このため、試
料Ｓが微小試料である場合、あるいは試料Ｓの微小領域
を測定対象としたい場合のいずれの場合でも、強度の強
いＸ線ビームをその試料Ｓに照射できる。
ータ１１によって選択された特定波長すなわち特定エネ
ルギの平行Ｘ線ビームが２次側キャピラリ束２３によっ
て断面積の小さいＸ線ビームに絞られる。このため、試
料Ｓが微小試料である場合、あるいは試料Ｓの微小領域
を測定対象としたい場合のいずれの場合でも、強度の強
いＸ線ビームをその試料Ｓに照射できる。
【００４５】図３は、本発明に係るＸＡＦＳ測定装置の
さらに他の実施形態を示している。この実施形態が図１
に示した先の実施形態と異なる点は、図１に示す実施形
態が試料Ｓを透過したＸ線を透過Ｘ線検出器１４によっ
て検出する構造の、いわゆる透過配置の装置として構成
したのに対して、図３に示した実施形態では、試料Ｓで
反射するＸ線を透過Ｘ線検出器１４によって検出する構
造の、いわゆる反射配置の装置として構成したことであ
る。このような反射配置を採用すれば、半導体ウエハの
ように基板の上に薄膜を積層することによって形成され
る物質に関して、その薄膜を試料としてＸＡＦＳ測定を
行うことができる。
さらに他の実施形態を示している。この実施形態が図１
に示した先の実施形態と異なる点は、図１に示す実施形
態が試料Ｓを透過したＸ線を透過Ｘ線検出器１４によっ
て検出する構造の、いわゆる透過配置の装置として構成
したのに対して、図３に示した実施形態では、試料Ｓで
反射するＸ線を透過Ｘ線検出器１４によって検出する構
造の、いわゆる反射配置の装置として構成したことであ
る。このような反射配置を採用すれば、半導体ウエハの
ように基板の上に薄膜を積層することによって形成され
る物質に関して、その薄膜を試料としてＸＡＦＳ測定を
行うことができる。
【００４６】図４は、本発明に係るＸＡＦＳ測定装置の
さらに他の実施形態を示している。この実施形態が図１
に示した先の実施形態と異なる点は、図１のソーラスリ
ット１２に代えて２次側キャピラリ束２３を使用し、さ
らに透過配置に代えて反射配置を採用したことである。
さらに他の実施形態を示している。この実施形態が図１
に示した先の実施形態と異なる点は、図１のソーラスリ
ット１２に代えて２次側キャピラリ束２３を使用し、さ
らに透過配置に代えて反射配置を採用したことである。
【００４７】以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を
説明したが、本発明はその実施形態に限定されるもので
なく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変
できる。例えば、図１等に示した実施形態では、Ｘ線源
としてポイント状Ｘ線ビームを放射する構造のＸ線源を
考えたが、これに代えて、ライン状Ｘ線ビームを放射す
る構造のＸ線源を用いることもできる。
説明したが、本発明はその実施形態に限定されるもので
なく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変
できる。例えば、図１等に示した実施形態では、Ｘ線源
としてポイント状Ｘ線ビームを放射する構造のＸ線源を
考えたが、これに代えて、ライン状Ｘ線ビームを放射す
る構造のＸ線源を用いることもできる。
【００４８】また、図１等に示した実施形態では、入射
Ｘ線検出器１３と透過Ｘ線検出器１４とを、それぞれ、
個別のＸ線検出器によって構成したが、これらを１個の
Ｘ線検出器によって兼用できる。この場合には、透過Ｘ
線検出器１４と同じ位置に１個のＸ線検出器を配設し、
試料ＳをＸ線通路から外した状態でそのＸ線検出器によ
って入射Ｘ線強度（Ｉ0 ｃｐｓ）を測定し、試料ＳをＸ
線通路に置いた状態でＸ線検出器によって透過Ｘ線強度
（Ｉｃｐｓ）を測定する。
Ｘ線検出器１３と透過Ｘ線検出器１４とを、それぞれ、
個別のＸ線検出器によって構成したが、これらを１個の
Ｘ線検出器によって兼用できる。この場合には、透過Ｘ
線検出器１４と同じ位置に１個のＸ線検出器を配設し、
試料ＳをＸ線通路から外した状態でそのＸ線検出器によ
って入射Ｘ線強度（Ｉ0 ｃｐｓ）を測定し、試料ＳをＸ
線通路に置いた状態でＸ線検出器によって透過Ｘ線強度
（Ｉｃｐｓ）を測定する。
【００４９】
【発明の効果】請求項１記載のＸＡＦＳ測定方法及び請
求項２記載のＸＡＦＳ測定装置によれば、Ｘ線源から発
散するＸ線ビームをキャピラリ束によって平行Ｘ線ビー
ムに成形してからモノクロメータに照射するようにした
ので、そのモノクロメータとして湾曲結晶を使う必要が
なくなり、平板結晶を用いることができる。そして、平
板結晶モノクロメータを用いることができるということ
は、図９に示したようにモノクロメータを集中円Ｃr に
沿って円周運動させることなく、単に、同じ位置でθ回
転させるだけで波長の異なるＸ線を取り出すことができ
るということである。この結果、図９に示した従来装置
に比較してＸＡＦＳ測定装置の全体的な構造を簡単且つ
小型に形成できる。また、動作が単純になるので制御が
容易となる。
求項２記載のＸＡＦＳ測定装置によれば、Ｘ線源から発
散するＸ線ビームをキャピラリ束によって平行Ｘ線ビー
ムに成形してからモノクロメータに照射するようにした
ので、そのモノクロメータとして湾曲結晶を使う必要が
なくなり、平板結晶を用いることができる。そして、平
板結晶モノクロメータを用いることができるということ
は、図９に示したようにモノクロメータを集中円Ｃr に
沿って円周運動させることなく、単に、同じ位置でθ回
転させるだけで波長の異なるＸ線を取り出すことができ
るということである。この結果、図９に示した従来装置
に比較してＸＡＦＳ測定装置の全体的な構造を簡単且つ
小型に形成できる。また、動作が単純になるので制御が
容易となる。
【００５０】さらに本発明によれば、適宜の長さの曲率
を持ったキャピラリ束によって平行Ｘ線ビームを形成す
るようにしたので、特開平９−８９８１３号公報に開示
された装置のような比較的短い直線状のキャピラリチュ
ーブを用いる場合に比べて、平行Ｘ線ビームをより一層
強い強度で得ることができ、その結果、より一層分解能
の高いＸＡＦＳ測定を行うことができる。
を持ったキャピラリ束によって平行Ｘ線ビームを形成す
るようにしたので、特開平９−８９８１３号公報に開示
された装置のような比較的短い直線状のキャピラリチュ
ーブを用いる場合に比べて、平行Ｘ線ビームをより一層
強い強度で得ることができ、その結果、より一層分解能
の高いＸＡＦＳ測定を行うことができる。
【図１】本発明に係るＸＡＦＳ測定装置の一実施形態を
模式的に示す平面図である。
模式的に示す平面図である。
【図２】本発明に係るＸＡＦＳ測定装置の他の実施形態
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図３】本発明に係るＸＡＦＳ測定装置のさらに他の実
施形態を示す平面図である。
施形態を示す平面図である。
【図４】本発明に係るＸＡＦＳ測定装置のさらに他の実
施形態を示す平面図である。
施形態を示す平面図である。
【図５】曲率を持ったキャピラリ束の一実施形態を部分
的に破断して示す斜視図である。
的に破断して示す斜視図である。
【図６】平板結晶モノクロメータの一実施形態を模式的
に示す図である。
に示す図である。
【図７】平板結晶モノクロメータの他の実施形態を模式
的に示す図である。
的に示す図である。
【図８】ＸＡＦＳ測定装置を用いて行った測定の結果で
あるＸ線吸収線図の一例を示すグラフである。
あるＸ線吸収線図の一例を示すグラフである。
【図９】従来のＸＡＦＳ測定装置の一例を模式的に示す
平面図である。
平面図である。
１ キャピラリ束 ２ ガラスキャピラリチューブ ３ モノクロメータ ４ モノクロメータ ５ Ｘ線管 ６ フィラメント ７ 回転ターゲット ９ θ回転台 １０ ２θ回転台 １１ 平板結晶モノクロメータ １２ ソーラスリット １３ 入射Ｘ線検出器 １４ 透過Ｘ線検出器 １６ 検出器アーム ２３ ２次側キャピラリ束 Ａ 吸収端 Ｓ 試料 Ｆ Ｘ線焦点 ω 軸線
Claims (9)
- 【請求項１】 試料に入射するＸ線のエネルギを変化さ
せたときに得られる質量吸収係数の振動構造を測定する
ＸＡＦＳ測定方法において、 Ｘ線源から放射されたＸ線を曲率を持ったキャピラリ束
によって平行Ｘ線ビームに成形し、 その平行Ｘ線ビームを平板結晶モノクロメータへ照射し
てその平板結晶モノクロメータから特定波長の平行Ｘ線
ビームを取り出し、 取り出した平行Ｘ線ビームに関して試料に入射する前の
Ｘ線強度値及び試料を透過した後のＸ線強度値を測定
し、そして平板結晶モノクロメータへの平行Ｘ線ビーム
の入射角度を変化させることにより試料へ入射するＸ線
のエネルギを変化させることを特徴とするＸＡＦＳ測定
方法。 - 【請求項２】 試料に入射するＸ線のエネルギを変化さ
せたときに得られる質量吸収係数の振動構造を測定する
ＸＡＦＳ測定装置において、 Ｘ線を放射するＸ線源と、 放射されたＸ線を平行Ｘ線ビームとしてとり出すための
曲率を持ったキャピラリ束と、 その平行Ｘ線ビームを受け取って特定波長の平行Ｘ線ビ
ームを出射する平板結晶モノクロメータと、 試料へ入射するＸ線のＸ線強度値を測定する入射Ｘ線検
出器と、 試料を透過したＸ線のＸ線強度値を測定する透過Ｘ線検
出器と、 平板結晶モノクロメータを支持すると共にそのモノクロ
メータのＸ線回折面を通るθ回転軸線を中心としてθ回
転するθ回転台と、 入射Ｘ線検出器及び透過Ｘ線検出器を支持すると共にθ
回転軸線を中心としてθ回転の２倍の角速度で同じ回転
方向へ２θ回転する２θ回転アームとを有することを特
徴とするＸＡＦＳ測定装置。 - 【請求項３】 請求項２において、前記Ｘ線源はポイン
ト状Ｘ線ビームを放射することを特徴とするＸＡＦＳ測
定装置。 - 【請求項４】 請求項２又は請求項３において、前記キ
ャピラリ束のＸ線源側の端面形状及び平板結晶モノクロ
メータ側の端面形状は共に正方形、円形又は多角形であ
ることを特徴とするＸＡＦＳ測定装置。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４の少なくともいず
れか１つにおいて、前記キャピラリ束はＸ線源側から平
板結晶モノクロメータに向かって断面積が大きくなるこ
とを特徴とするＸＡＦＳ測定装置。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５の少なくともいず
れか１つにおいて、前記平板結晶モノクロメータと前記
試料との間に縦方向又は横方向のＸ線の発散を規制する
ソーラスリットを配設したことを特徴とするＸＡＦＳ測
定装置。 - 【請求項７】 請求項１から請求項５の少なくともいず
れか１つにおいて、前記平板結晶モノクロメータで回折
したＸ線を断面積の小さいＸ線ビームとしてとり出すた
めの曲率を持った２次側キャピラリ束を有することを特
徴とするＸＡＦＳ測定装置。 - 【請求項８】 請求項１から請求項７の少なくともいず
れか１つにおいて、前記平板結晶モノクロメータは非対
称カットモノクロメータであることを特徴とするＸＡＦ
Ｓ測定装置。 - 【請求項９】 請求項１から請求項８の少なくともいず
れか１つにおいて、 前記Ｘ線源は約０．５ｍｍ×約１．０ｍｍの長方形状の
Ｘ線焦点からポイント状Ｘ線ビームを発生し、 前記キャピラリ束のＸ線源側の端面形状は約１６ｍｍ×
約１６ｍｍの正方形状であり、 そのキャピラリ束の平板結晶モノクロメータ側の端面形
状は約２０ｍｍ×約２０ｍｍの正方形状であり、そして
そのキャピラリ束の長さは約８０ｍｍであることを特徴
とするＸＡＦＳ測定装置。
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|---|---|---|---|
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- 1998-06-10 JP JP16228098A patent/JP3712531B2/ja not_active Expired - Fee Related
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