JPH1144662A - Minute part x-ray analysis device - Google Patents

Minute part x-ray analysis device

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JPH1144662A
JPH1144662A JP9216971A JP21697197A JPH1144662A JP H1144662 A JPH1144662 A JP H1144662A JP 9216971 A JP9216971 A JP 9216971A JP 21697197 A JP21697197 A JP 21697197A JP H1144662 A JPH1144662 A JP H1144662A
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JP
Japan
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sample
ray
rays
detector
minute
Prior art date
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JP9216971A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihide Doshiyou
明秀 土性
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Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
Original Assignee
Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
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Publication date
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Publication of JPH1144662A publication Critical patent/JPH1144662A/en
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform X-ray diffraction measurement and X-ray fluorescence analytical measurement for a minute part of a sample at the same time while a positional relationship between the minute part of the sample and X-ray beam is kept appropriately, by devising allocation of two X-ray detectors and structure of a sample holder. SOLUTION: A minute part 22 of a sample 20 is irradiated with X-ray beam 36 through a collimator 12 at incident angle of 20-30 deg.. During measurement, the sample 20 is rotated around ϕ axis 26 and ω axis 34 so that the crystal grain present in X-ray irradiation region is oriented in various bearings. The ϕrotation is continuous rotation covering angular range of 360 deg., while the ωrotation is swinging rotation covering 0-90 deg., Diffraction X-ray is detected with a deflected position-sensitive proportional counter tube 16, while X-ray fluorescence with a semiconductor detector 18. The two X-ray detectors may be standstill during measurement.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は試料の微小部につ
いて回折X線の測定と蛍光X線の測定とを同時に実施で
きるようにした微小部X線分析装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micropart X-ray analyzer capable of simultaneously measuring a diffraction X-ray and a fluorescent X-ray on a micropart of a sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】試料の微小部について回折X線の測定と
蛍光X線の測定を同時に実施できるようにした装置とし
て、特開昭54−685号公報に記載の装置と、特公昭
60−29896号公報に記載の装置とが知られてい
る。特開昭54−685号公報に記載の装置では、X線
検出器としてひとつの半導体検出器を用いて、この半導
体検出器で回折X線と蛍光X線の両方を測定するように
している。この装置では、試料に入射するX線として
「連続X線」(波長の連続したX線)を用いており、検
出したX線を多重波高分析器でエネルギー分析すること
で、回折X線と蛍光X線の両方を同時に測定可能にして
いる。
2. Description of the Related Art An apparatus described in JP-A-54-685 and an apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. Sho 60-29896, which can simultaneously measure diffraction X-rays and fluorescent X-rays on minute portions of a sample, are disclosed. An apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-26095 is known. In the apparatus described in JP-A-54-685, one semiconductor detector is used as an X-ray detector, and this semiconductor detector measures both diffracted X-rays and fluorescent X-rays. In this apparatus, "continuous X-rays" (X-rays having a continuous wavelength) are used as X-rays incident on a sample. Diffracted X-rays and fluorescent light are obtained by performing energy analysis on the detected X-rays with a multi-peak analyzer. Both X-rays can be measured simultaneously.

【0003】一方、特公昭60−29896号公報に記
載の装置では、X線検出器として2個の比例計数管を用
いており、第1の比例計数管を回折X線の測定に、第2
の比例計数管を蛍光X線の測定に用いている。回折X線
を測定するには、第1の比例計数管を移動させており、
この移動によって角度分散方式のX線回折測定を実現し
ている。蛍光X線を測定するには、目的の元素からの蛍
光X線だけを通過させるようなバランスドフィルタを第
2の比例計数管の検出面の手前に配置している。
On the other hand, in the apparatus described in Japanese Patent Publication No. 60-29896, two proportional counters are used as an X-ray detector.
Are used for measuring fluorescent X-rays. To measure diffracted X-rays, the first proportional counter is moved,
This movement realizes the X-ray diffraction measurement of the angle dispersion method. In order to measure fluorescent X-rays, a balanced filter that allows only fluorescent X-rays from a target element to pass is disposed in front of the detection surface of the second proportional counter.

【0004】また、特開平5−188019号公報に
は、回折X線と蛍光X線を、種類の異なるX線検出器で
別個に測定するようにした装置が記載されている。ただ
し、試料の微小部を測定するものではない。この装置で
は、回折X線の検出には湾曲型の位置敏感型検出器を用
い、蛍光X線の検出には半導体検出器を用いている。さ
らに、EXAFS測定用のX線検出器も備えている。そ
して、回折X線の測定と蛍光X線の測定とEXAFS測
定を、それぞれ、別個に実施するようにしている。すな
わち、測定の種類に応じて、ゴニオメータとX線検出器
を最適に配置するようにしている。そのような配置を可
能にするために、湾曲型の位置敏感型検出器や半導体検
出器を退避可能にして、ゴニオメータや他の検出器と干
渉しないようにしている。また、入射X線の特徴とし
て、試料に対して全反射臨界角以下の微小角度で入射さ
せている点に特徴がある。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-188019 describes an apparatus in which diffracted X-rays and fluorescent X-rays are separately measured by different types of X-ray detectors. However, it does not measure a minute part of the sample. In this apparatus, a curved position-sensitive detector is used to detect diffracted X-rays, and a semiconductor detector is used to detect fluorescent X-rays. Further, an X-ray detector for EXAFS measurement is also provided. The measurement of the diffracted X-ray, the measurement of the fluorescent X-ray, and the EXAFS measurement are separately performed. That is, the goniometer and the X-ray detector are optimally arranged according to the type of measurement. To enable such an arrangement, a curved position sensitive detector or semiconductor detector is made retractable so as not to interfere with the goniometer or other detectors. Another characteristic of the incident X-rays is that the incident X-rays are incident on the sample at a minute angle equal to or smaller than the critical angle for total reflection.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】特開昭54−685号
公報に記載の従来装置は、回折X線の測定に連続X線を
用いているので、特性X線を利用する場合に比べて、回
折X線の検出強度が弱くなる。また、複数の回折ピーク
を検出してそのピーク強度比を求める場合には、それぞ
れの回折ピークのX線エネルギーが異なっているので、
強度補正が必要になる。ところで、この公報では、3〜
200μmの微小部の測定が可能であるとしているが、
試料のX線照射領域がこのように微小になると、試料の
姿勢を静止したままでは、回折に寄与する結晶粒の数が
非常に少なくなり、回折X線の検出強度は非常に弱くな
る。
The conventional apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-685 uses continuous X-rays for measuring diffracted X-rays. The detection intensity of the diffracted X-ray becomes weak. When a plurality of diffraction peaks are detected and the peak intensity ratio is determined, since the X-ray energies of the respective diffraction peaks are different,
Intensity correction is required. By the way, in this publication,
Although it is said that it is possible to measure a minute part of 200 μm,
When the X-ray irradiation area of the sample becomes minute as described above, the number of crystal grains contributing to diffraction becomes very small while the posture of the sample remains stationary, and the detection intensity of the diffracted X-ray becomes very weak.

【0006】特公昭60−29896号公報に記載の従
来装置は、蛍光X線の測定のために比例計数管とバラン
スドフィルタの組み合わせを用いているので、特定の元
素しか蛍光X線分析できない。任意の複数の元素の蛍光
X線分析は原理上、不可能である。その意味で用途が限
定されている。また、回折X線を測定するために、比例
計数管を移動させているので、微小部からの回折X線
(強度が弱い)を測定するのに時間がかかる。さらに、
試料の照射位置の変更(XY移動)は可能になっている
が、試料の姿勢は変更できないので、試料の微小部を測
定する場合には、回折に寄与する結晶粒の数が非常に少
なくなり、回折X線の検出強度は非常に弱くなる。
The conventional apparatus described in Japanese Patent Publication No. 29896/1985 uses a combination of a proportional counter and a balanced filter for measuring X-ray fluorescence, so that only specific elements can be analyzed by X-ray fluorescence. X-ray fluorescence analysis of arbitrary plural elements is impossible in principle. In that sense, the applications are limited. Also, since the proportional counter is moved to measure the diffracted X-rays, it takes time to measure the diffracted X-rays (weak intensity) from the minute portions. further,
The irradiation position of the sample (XY movement) can be changed, but the posture of the sample cannot be changed. Therefore, when measuring a minute part of the sample, the number of crystal grains contributing to diffraction becomes very small. , The detection intensity of the diffracted X-rays becomes very weak.

【0007】特開平5−188019号公報に記載の従
来装置は、入射X線を試料に対して全反射臨界角以下の
微小角度で入射させているので、試料上の照射領域は照
射方向に長く延びることになり、特定の微小部だけの測
定は無理である。また、回折X線と蛍光X線を同時に測
定するようにもなっていない。
[0007] In the conventional apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-188019, the incident X-ray is made to enter the sample at a small angle equal to or smaller than the critical angle for total reflection, so that the irradiation area on the sample is long in the irradiation direction. Therefore, it is impossible to measure only a specific minute portion. Further, neither diffraction X-rays nor fluorescent X-rays are measured at the same time.

【0008】結局、以上に述べた各種の従来装置では、
試料の微小部のX線回折測定と蛍光X線分析測定を、同
時に、かつ、短時間で高精度に実施することは不可能で
あった。
After all, in the various conventional devices described above,
It has not been possible to perform X-ray diffraction measurement and X-ray fluorescence analysis measurement of a minute portion of a sample simultaneously and with high accuracy in a short time.

【0009】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、試料の微小部のX線
回折測定と蛍光X線分析測定を、同時に、かつ、短時間
で高精度に実施できるような微小部X線分析装置を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to simultaneously perform X-ray diffraction measurement and X-ray fluorescence analysis measurement of a minute portion of a sample in a short time. An object of the present invention is to provide a microscopic X-ray analyzer that can be performed with high accuracy.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明の微小部X線分
析装置は、試料の微小部からの回折X線と蛍光X線を別
個のX線検出器で同時に測定できるようにしている。ま
た、そのための試料ホルダーも工夫している。すなわ
ち、この発明の微小部X線分析装置は次の(イ)〜
(ホ)を備えている。(イ)特性X線を含むX線ビーム
を発生するX線源。(ロ)試料とX線源の間に配置され
て、試料の微小部(およそ直径100μm以下)にX線
ビームを照射するコリメータ。(ハ)試料表面に対する
X線ビームの入射角度を20〜30度の範囲内の一定の
角度に保持した状態で、試料を二つの回転軸の回りに回
転させることのできる試料ホルダー。(ニ)試料の前記
微小部で回折した回折X線を検出するための位置敏感型
の第1のX線検出器。(ホ)試料の前記微小部で発生し
た蛍光X線を検出するためのエネルギー分散方式の第2
のX線検出器。
An X-ray microanalyzer according to the present invention is capable of simultaneously measuring a diffracted X-ray and a fluorescent X-ray from a microscopic portion of a sample by separate X-ray detectors. The sample holder for that purpose is also devised. That is, the micropart X-ray analyzer of the present invention has the following (a) to
(E). (A) An X-ray source that generates an X-ray beam including characteristic X-rays. (B) A collimator arranged between a sample and an X-ray source to irradiate an X-ray beam to a minute part (about 100 μm or less in diameter) of the sample. (C) A sample holder that can rotate the sample around two rotation axes while keeping the incident angle of the X-ray beam on the sample surface within a range of 20 to 30 degrees. (D) A position-sensitive first X-ray detector for detecting a diffracted X-ray diffracted by the minute portion of the sample. (E) A second energy dispersing method for detecting fluorescent X-rays generated in the minute portion of the sample
X-ray detector.

【0011】試料ホルダーの第1の回転軸は、試料に入
射するX線ビームと同一の直線上にあり、試料ホルダー
の第2の回転軸は、前記微小部における試料表面の法線
と同一の直線上にあり、前記第2の回転軸は前記第1の
回転軸の回りを回転する。
The first axis of rotation of the sample holder is on the same straight line as the X-ray beam incident on the sample, and the second axis of rotation of the sample holder is the same as the normal of the sample surface in the minute part. Being on a straight line, the second rotation axis rotates around the first rotation axis.

【0012】第1のX線検出器としては、前記微小部を
湾曲中心とする湾曲型の位置敏感型比例計数管を用いる
ことができる。これ以外に、第1のX線検出器としてイ
メージングプレートを用いてもよい。また、第2のX線
検出器としては、半導体検出器を用いることができる。
これ以外に、第2のX線検出器として、エネルギー分散
方式であれば、その他のX線検出器を用いてもよい。
As the first X-ray detector, a curved position-sensitive proportional counter having the minute portion as the center of curvature can be used. Alternatively, an imaging plate may be used as the first X-ray detector. Further, a semiconductor detector can be used as the second X-ray detector.
Other than this, another X-ray detector may be used as the second X-ray detector as long as it is an energy dispersive method.

【0013】本発明の装置は次のように使用する。試料
の微小部にX線ビームを20〜30度の入射角度で入射
する。測定中に試料を二つの回転軸の回りで回転させる
ことで、X線照射領域に存在する結晶粒がいろいろな方
向を向くようにする。これにより、X線照射領域が微小
であっても、洩れのない回折パターンを得ることができ
る。第2の回転軸(Φ軸)の回りの試料回転は、試料の
面内回転であり、この回転は360度の角度範囲にわた
って連続回転するのがよい。第1の回転軸(ω軸)の回
りの試料回転は、0〜90度の角度範囲で揺動回転する
のがよい。こうすることで、試料を二つの回転軸回りで
回転させながら、二つのX線検出器を用いて、常に回折
X線と蛍光X線とが検出できるようになる。二つのX線
検出器はどちらも、測定中は静止したままでよい。した
がって、検出器を移動させて測定する方式と比較して、
測定時間が短時間で済む。もともと、微小部のX線分析
測定では、回折X線及び蛍光X線の強度が弱いので、測
定に時間がかかる傾向がある。これに対して、本発明の
装置では、回折X線と蛍光X線を同時に測定できて、し
かも、二つの検出器は静止状態のままで使用できるので
有利である。同時測定と静止測定のどちらも測定時間の
短縮に役立ち、微小部の測定に都合がよい。
The apparatus of the present invention is used as follows. An X-ray beam is incident on a minute part of the sample at an incident angle of 20 to 30 degrees. By rotating the sample around two rotation axes during the measurement, the crystal grains existing in the X-ray irradiation region are directed in various directions. Thereby, even if the X-ray irradiation area is minute, a diffraction pattern without leakage can be obtained. The sample rotation about the second axis of rotation (Φ axis) is an in-plane rotation of the sample, which preferably rotates continuously over an angular range of 360 degrees. The sample rotation about the first rotation axis (ω axis) is preferably oscillatingly rotated in an angle range of 0 to 90 degrees. This makes it possible to always detect diffracted X-rays and fluorescent X-rays by using two X-ray detectors while rotating the sample around two rotation axes. Both X-ray detectors may remain stationary during the measurement. Therefore, compared to the method of measuring by moving the detector,
Measurement time is short. Originally, in the X-ray analysis measurement of a minute part, since the intensity of the diffracted X-ray and the fluorescent X-ray is weak, the measurement tends to take a long time. On the other hand, the apparatus of the present invention is advantageous because it can measure diffracted X-rays and fluorescent X-rays simultaneously, and can use the two detectors in a stationary state. Both simultaneous measurement and stationary measurement help to reduce the measurement time, and are convenient for measurement of minute parts.

【0014】本発明の装置を用いれば、試料の微小部に
ついて、元素分析(蛍光X線の測定)と結晶分析(回折
X線の測定)が同時に実施できる。
By using the apparatus of the present invention, elemental analysis (measurement of X-ray fluorescence) and crystal analysis (measurement of X-ray diffraction) can be simultaneously performed on a minute portion of a sample.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施形態を
示す斜視図であり、図2はその側面図である。図1にお
いて、この微小部X線分析装置は、X線源10と、コリ
メータ12と、試料ホルダー14と、湾曲型の位置敏感
型比例計数管16と、半導体検出器18とを備えてい
る。X線源10は、そのターゲットに固有の特性X線を
発生させるものである。コリメータ12は試料ホルダー
14上の試料20の微小部22にX線ビームを照射する
ものであり、その先端の開口部の内径(すなわち、X線
ビームの照射領域の直径)は10〜100μmである。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view thereof. In FIG. 1, the micropart X-ray analyzer includes an X-ray source 10, a collimator 12, a sample holder 14, a curved position-sensitive proportional counter 16, and a semiconductor detector 18. The X-ray source 10 generates characteristic X-rays specific to the target. The collimator 12 irradiates the microscopic portion 22 of the sample 20 on the sample holder 14 with an X-ray beam, and the inner diameter of the opening at the tip (that is, the diameter of the X-ray beam irradiation area) is 10 to 100 μm. .

【0016】試料ホルダー14の試料台24は、Φ回転
モータ28により、Φ軸26の回りを回転する(φ回
転)。Φ回転モータ28を支持するアーム30の基端
は、ω回転モータ32の回転シャフト33に固定されて
いる。このアーム30は、ω回転モータ32により、ω
軸34の回りを90度の角度範囲で揺動回転する(ω回
転)。ω軸34は、試料20に入射するX線ビーム36
と同一の直線上にある。一方、図2に示すように、Φ軸
26は、試料20のX線照射部(図1の微小部22)に
おける試料表面の法線21と同一の直線上にある。ω軸
34は本発明における第1の回転軸に該当し、Φ軸26
は本発明における第2の回転軸に該当する。
The sample stage 24 of the sample holder 14 is rotated around a φ axis 26 by a φ rotation motor 28 (φ rotation). The base end of the arm 30 supporting the Φ rotation motor 28 is fixed to the rotation shaft 33 of the ω rotation motor 32. The arm 30 is driven by an ω rotation motor 32
The oscillating rotation is performed around the axis 34 in an angle range of 90 degrees (ω rotation). The ω axis 34 is an X-ray beam 36 incident on the sample 20.
On the same straight line as. On the other hand, as shown in FIG. 2, the Φ axis 26 is on the same straight line as the normal 21 of the sample surface in the X-ray irradiating part (the minute part 22 in FIG. 1) of the sample 20. The ω axis 34 corresponds to the first rotation axis in the present invention, and the Φ axis 26
Corresponds to the second rotating shaft in the present invention.

【0017】図1及び図4(正面図)において、位置敏
感型比例計数管16の検出面17(内面)は湾曲してお
り、その湾曲中心は、Φ軸26とω軸34の交点の位置
にある。そして、この交点の位置が、試料22のX線照
射部(微小部22)となる。位置敏感型比例計数管16
の検出面は、ω軸34を含む一つの平面38(この実施
形態では鉛直面になっている)の上にある。この平面3
8を回折平面と呼ぶことにする。その理由は、この回折
平面38上に回折してくる回折X線を位置敏感型比例計
数管16で検出するようにしているからである。半導体
検出器18の検出面19の法線は上述の回折平面38に
垂直である。すなわち、半導体検出器18は、回折平面
38に対して垂直な方向に出てくる蛍光X線を検出する
ようになっている。
In FIG. 1 and FIG. 4 (front view), the detection surface 17 (inner surface) of the position-sensitive proportional counter 16 is curved, and the center of the curvature is the position of the intersection of the Φ axis 26 and the ω axis 34. It is in. Then, the position of this intersection becomes the X-ray irradiating part (the minute part 22) of the sample 22. Position-sensitive proportional counter 16
Is on a plane 38 (in this embodiment, a vertical plane) that includes the ω-axis 34. This plane 3
Let 8 be called the diffraction plane. The reason is that the diffracted X-ray diffracted on the diffraction plane 38 is detected by the position-sensitive proportional counter 16. The normal to the detection surface 19 of the semiconductor detector 18 is perpendicular to the diffraction plane 38 described above. That is, the semiconductor detector 18 detects fluorescent X-rays emitted in a direction perpendicular to the diffraction plane 38.

【0018】図2において、試料20の表面に対してX
線ビーム36は入射角αで入射する。試料20はΦ軸2
6の回りにΦ回転する。このΦ回転は360度の角度範
囲にわたる連続回転である。Φ軸26は法線21と同一
の直線上にあるので、Φ回転によって試料20は面内回
転する。そして、Φ軸26がω軸34の回りに回転する
ことで、試料20はω軸34の回りをω回転する。この
ω回転は90度の角度範囲内での揺動回転である。Φ軸
26とω軸34の交点上に試料20の表面があり、この
交点上にX線ビーム36が当たるようになっている。し
たがって、Φ回転とω回転をしても、試料20上のX線
照射位置は変化しない。X線照射領域は微小部(直径が
10〜100μm)となっている。Φ回転とω回転をし
ても、試料20に対するX線入射角αが一定なので、X
線の当たる微小部の面積は変化しない。
In FIG. 2, the surface of the sample 20 is X
The line beam 36 is incident at an incident angle α. Sample 20 is Φ axis 2
Φ rotation around 6. This Φ rotation is a continuous rotation over an angular range of 360 degrees. Since the Φ axis 26 is on the same straight line as the normal 21, the Φ rotation causes the sample 20 to rotate in the plane. Then, when the Φ axis 26 rotates around the ω axis 34, the sample 20 rotates ω around the ω axis 34. This ω rotation is a swing rotation within an angle range of 90 degrees. The surface of the sample 20 is located at the intersection of the Φ axis 26 and the ω axis 34, and the X-ray beam 36 strikes this intersection. Therefore, the X-ray irradiation position on the sample 20 does not change even when the Φ rotation and the ω rotation are performed. The X-ray irradiation area is a minute portion (10 to 100 μm in diameter). Even when the Φ rotation and the ω rotation are performed, since the X-ray incident angle α with respect to the sample 20 is constant, X
The area of the minute portion hit by the line does not change.

【0019】図3(A)は図1の装置の平面図であり、
図4(A)はその正面図である。図3(A)では、上方
に配置してある位置敏感型比例計数管16を想像線で示
してあり、その下方にある構成部品を実線で示してあ
る。この図面では、試料ホルダー14は図2に示すよう
な姿勢にある。すなわち、Φ軸26は回折平面38上に
ある。この状態のときにω=0度と定義することにす
る。そして、X線から試料20を見た状態で、時計方向
に回転する方向をω回転の正方向と定義することにす
る。
FIG. 3A is a plan view of the apparatus of FIG.
FIG. 4A is a front view thereof. In FIG. 3A, the position-sensitive proportional counter 16 disposed above is indicated by an imaginary line, and the components below the position-sensitive proportional counter 16 are indicated by a solid line. In this drawing, the sample holder 14 is in a posture as shown in FIG. That is, the Φ axis 26 is on the diffraction plane 38. In this state, ω = 0 degrees is defined. Then, the direction in which the sample 20 is rotated clockwise while viewing the sample 20 from the X-ray is defined as the positive direction of the ω rotation.

【0020】図3(B)は試料ホルダー14の姿勢を変
更した状態の平面図であり、図4(B)はその正面図で
ある。この場合、Φ軸26とω軸34とを含む平面(水
平面になる)は回折平面38(鉛直面)に対して垂直に
なる。上述のω回転の定義によれば、試料ホルダー14
はω=90度の状態にある。
FIG. 3B is a plan view showing a state in which the posture of the sample holder 14 has been changed, and FIG. 4B is a front view thereof. In this case, a plane (which becomes a horizontal plane) including the Φ axis 26 and the ω axis 34 is perpendicular to the diffraction plane 38 (vertical plane). According to the definition of ω rotation described above, the sample holder 14
Is in the state of ω = 90 degrees.

【0021】図4(A)において、位置敏感型比例計数
管16の検出面17から試料20を見た場合(すなわ
ち、上方から試料20を見た場合)を考える。図4
(A)の状態(ω=0度)から、正面から見て反時計方
向に試料20を90度だけω回転させると(すなわち、
ω=マイナス90度のとき)、試料20の表面は鉛直姿
勢になる。このとき、位置敏感型比例計数管16の検出
面17からは、試料表面が見えなくなる。今度は逆に、
図4(A)の状態から時計方向に試料20を90度だけ
ω回転させると(ω=90度のとき)、やはり試料表面
が見えなくなる。したがって、位置敏感型比例計数管1
6の検出面17から試料20を見た場合に、試料表面が
見える条件は、図4(A)の状態を中心として、ω回転
が180度の範囲内(ω=マイナス90度〜プラス90
度)である。
In FIG. 4A, a case where the sample 20 is viewed from the detection surface 17 of the position-sensitive proportional counter 16 (that is, a case where the sample 20 is viewed from above) is considered. FIG.
When the sample 20 is rotated ω by 90 degrees counterclockwise as viewed from the front from the state of (A) (ω = 0 degrees) (that is,
When ω = −90 degrees), the surface of the sample 20 is in a vertical posture. At this time, the sample surface cannot be seen from the detection surface 17 of the position-sensitive proportional counter 16. This time, on the contrary,
When the sample 20 is rotated clockwise by 90 degrees from the state shown in FIG. 4A by ω (when ω = 90 degrees), the surface of the sample also becomes invisible. Therefore, the position-sensitive proportional counter 1
When the sample 20 is viewed from the detection surface 17 of FIG. 6, the condition that the sample surface can be seen is that the ω rotation is within 180 degrees (ω = minus 90 degrees to plus 90 degrees) around the state of FIG.
Degree).

【0022】次に、図4(B)において、半導体検出器
18の検出面19から試料20を見た場合を考える。図
4(B)の状態(ω=90度)から、反時計方向に試料
20を90度だけω回転させると(ω=0度のとき)、
試料表面が見えなくなる。今度は逆に、図4(B)の状
態から、時計方向に試料20を90度だけω回転させる
と(ω=180度のとき)、やはり試料表面が見えなく
なる。したがって、半導体検出器18の検出面19から
試料20を見た場合に、試料表面が見える条件は、図4
(B)の状態を中心として、ω回転が180度の範囲内
(ω=0〜180度)である。
Next, a case where the sample 20 is viewed from the detection surface 19 of the semiconductor detector 18 in FIG. When the sample 20 is rotated by 90 degrees in the counterclockwise direction from the state of FIG. 4B (ω = 90 degrees) (when ω = 0 degrees),
The sample surface becomes invisible. Conversely, when the sample 20 is rotated clockwise by 90 degrees from the state of FIG. 4B by ω (when ω = 180 degrees), the surface of the sample also becomes invisible. Therefore, when the sample 20 is viewed from the detection surface 19 of the semiconductor detector 18, the conditions under which the sample surface is visible are as shown in FIG.
The ω rotation is within the range of 180 degrees (ω = 0 to 180 degrees) around the state of (B).

【0023】そこで、位置敏感型比例計数管16の検出
面17と半導体検出器18の検出面19の両方から試料
20の表面が見える条件を考えると、上述の二つの条件
を満足する場合、すなわちω=0〜90度となる。した
がって、ω=0〜90度の範囲内で試料を揺動回転させ
るのが、回折X線及び蛍光X線を同時に検出するのに最
も有効である。この角度範囲を外れると、幾何学上、位
置敏感型比例計数管16と半導体検出器18の少なくと
もどちらかが、試料からの回折X線または蛍光X線を検
出することができなくなる。
Therefore, considering the condition that the surface of the sample 20 can be seen from both the detection surface 17 of the position-sensitive proportional counter 16 and the detection surface 19 of the semiconductor detector 18, when the above two conditions are satisfied, that is, ω = 0 to 90 degrees. Therefore, it is most effective to swing and rotate the sample within the range of ω = 0 to 90 degrees to simultaneously detect diffracted X-rays and fluorescent X-rays. Outside this angle range, geometrically, at least one of the position-sensitive proportional counter 16 and the semiconductor detector 18 cannot detect diffracted X-rays or fluorescent X-rays from the sample.

【0024】以上のような理由により、この実施形態の
試料ホルダー14では、Φ軸26は図4(A)の状態
(ω=0度)から図4(B)の状態(ω=90度)まで
の範囲内でω軸34の回りを揺動回転する。
For the above reasons, in the sample holder 14 of this embodiment, the Φ axis 26 changes from the state shown in FIG. 4A (ω = 0 degrees) to the state shown in FIG. 4B (ω = 90 degrees). Swings around the ω-axis 34 within the range up to.

【0025】図5は試料20とX線ビーム36との位置
関係を示した拡大側面図である。試料20の表面の法線
21とΦ軸26は同一直線上にある。X線ビーム36は
一定の入射角αで試料表面に入射する。αは20〜30
度の範囲内の角度に設定する。X線ビーム36と試料2
0の法線21とのなす角度βは、β=(90−α)=6
0〜70度である。α=20〜30度にしたのは次の理
由による。αを小さくすると、試料表面上においてX線
照射方向に沿ってX線照射面積が広がってしまい、目的
の「微小部」以外にもX線ビームが当たるおそれがあ
る。したがって、目的の微小部だけを測定対象とするた
めには、入射角αはあまり小さくしない方がよい。逆
に、αを大きくすると、試料20で回折するX線のう
ち、低角反射(回折角度の小さい反射)のものが試料自
体で遮られてしまい、低角反射の測定限界が大きくなっ
てしまう。このような理由から、本発明では、α=20
〜30度を最適な入射角度としている。そして、この試
料ホルダーを用いると、試料をΦ回転およびω回転して
も、αが一定に保たれるので、最適な入射角度が常に保
たれる。
FIG. 5 is an enlarged side view showing the positional relationship between the sample 20 and the X-ray beam 36. The normal 21 of the surface of the sample 20 and the Φ axis 26 are on the same straight line. The X-ray beam 36 is incident on the sample surface at a constant incident angle α. α is 20-30
Set the angle within the range of degrees. X-ray beam 36 and sample 2
The angle β between the zero and the normal 21 is β = (90−α) = 6
0 to 70 degrees. α is set to 20 to 30 degrees for the following reason. When α is reduced, the X-ray irradiation area increases along the X-ray irradiation direction on the sample surface, and there is a possibility that the X-ray beam irradiates other than the target “micro portion”. Therefore, in order to measure only the target minute portion, it is better not to make the incident angle α too small. Conversely, if α is increased, low-angle reflection (reflection with a small diffraction angle) of the X-ray diffracted by the sample 20 is blocked by the sample itself, and the measurement limit of the low-angle reflection increases. . For this reason, in the present invention, α = 20
3030 degrees is the optimum incident angle. When the sample holder is used, α is kept constant even when the sample is rotated by Φ and ω, so that the optimum incident angle is always maintained.

【0026】本発明では、図1に示すような配置を採用
したことにより、半導体検出器18を試料20に近づけ
ても、位置敏感型比例計数管16や、これに入射する回
折X線と干渉することがない。したがって、半導体検出
器18の検出面を試料20に非常に近づけて配置でき
る。これにより、試料20で発生した蛍光X線が半導体
検出器18の検出面に到達するまでの距離が短くなる。
軽い元素(例えば、アルミニウムやケイ素)からの蛍光
X線は、空気に吸収されやすいので、半導体検出器18
の検出面に達するまでの距離を短くできれば、空気によ
る吸収の影響を少なくできる。このように、本発明の装
置では、空気中で測定をしても、軽い元素からの蛍光X
線を検出できる。
In the present invention, by employing the arrangement as shown in FIG. 1, even when the semiconductor detector 18 is brought close to the sample 20, the position-sensitive proportional counter 16 and the diffracted X-rays incident on the counter are not affected by the interference. Never do. Therefore, the detection surface of the semiconductor detector 18 can be arranged very close to the sample 20. Thereby, the distance until the fluorescent X-rays generated in the sample 20 reach the detection surface of the semiconductor detector 18 is shortened.
Since fluorescent X-rays from light elements (for example, aluminum and silicon) are easily absorbed by air, the semiconductor detector 18
If the distance to the detection surface can be shortened, the influence of air absorption can be reduced. As described above, in the apparatus of the present invention, even when measurement is performed in the air, the fluorescence X
Lines can be detected.

【0027】本発明では、湾曲型の位置敏感型比例計数
管の代わりに、イメージングプレート(蓄積性蛍光体あ
るいは輝尽性蛍光体とも呼ばれる。)を用いることがで
きる。上述の実施形態で使用した湾曲型の位置敏感型比
例計数管は1次元の位置敏感型であるが、イメージング
プレートは2次元の位置敏感型のX線検出手段である。
In the present invention, an imaging plate (also called a stimulable phosphor or a stimulable phosphor) can be used in place of the curved position-sensitive proportional counter. The curved position-sensitive proportional counter used in the above embodiment is a one-dimensional position-sensitive type, but the imaging plate is a two-dimensional position-sensitive X-ray detector.

【0028】[0028]

【発明の効果】この発明の微小部X線分析装置は、二つ
のX線検出器の配置と試料ホルダーの構造とを工夫した
ことにより、試料の微小部とX線ビームとの位置関係を
最適に保ったまま、試料の微小部についてのX線回折測
定と蛍光X線分析測定とを、同時に、しかも比較的短時
間に実施できる。
The micropart X-ray analyzer of the present invention optimizes the positional relationship between the micropart of the sample and the X-ray beam by devising the arrangement of the two X-ray detectors and the structure of the sample holder. , X-ray diffraction measurement and X-ray fluorescence analysis measurement on a minute portion of the sample can be performed simultaneously and in a relatively short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the apparatus of FIG.

【図3】図1の装置の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the apparatus of FIG. 1;

【図4】図1の装置の正面図である。FIG. 4 is a front view of the apparatus of FIG. 1;

【図5】試料とX線ビームとの位置関係を示した拡大側
面図である。
FIG. 5 is an enlarged side view showing a positional relationship between a sample and an X-ray beam.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 X線源 12 コリメータ 14 試料ホルダー 16 湾曲型の位置敏感型比例計数管 17 湾曲型の位置敏感型比例計数管の検出面 18 半導体検出器 19 半導体検出器の検出面 20 試料 21 法線 22 微小部 24 試料台 26 Φ軸 28 Φ回転モータ 30 アーム 32 ω回転モータ 34 ω軸 36 X線ビーム 38 回折平面 Reference Signs List 10 X-ray source 12 Collimator 14 Sample holder 16 Curved position sensitive proportional counter 17 Detection surface of curved position sensitive proportional counter 18 Semiconductor detector 19 Detection surface of semiconductor detector 20 Sample 21 Normal 22 Small Part 24 sample stage 26 Φ axis 28 Φ rotation motor 30 arm 32 ω rotation motor 34 ω axis 36 X-ray beam 38 Diffraction plane

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 次の(イ)〜(ホ)を備える微小部X線
分析装置。 (イ)特性X線を含むX線ビームを発生するX線源。 (ロ)試料とX線源の間に配置されて、試料の微小部に
X線ビームを照射するコリメータ。 (ハ)試料表面に対するX線ビームの入射角度を20〜
30度の範囲内の一定の角度に保持した状態で、試料を
二つの回転軸の回りに回転させることのできる試料ホル
ダー。 (ニ)試料の前記微小部で回折した回折X線を検出する
ための位置敏感型の第1のX線検出器。 (ホ)試料の前記微小部で発生した蛍光X線を検出する
ためのエネルギー分散方式の第2のX線検出器。
1. A micropart X-ray analyzer comprising the following (a) to (e). (A) An X-ray source that generates an X-ray beam including characteristic X-rays. (B) A collimator that is arranged between the sample and the X-ray source and irradiates a minute part of the sample with an X-ray beam. (C) The angle of incidence of the X-ray beam on the sample surface is 20 to
A sample holder capable of rotating a sample around two rotation axes while holding the sample at a fixed angle within a range of 30 degrees. (D) A position-sensitive first X-ray detector for detecting a diffracted X-ray diffracted by the minute portion of the sample. (E) A second X-ray detector of the energy dispersive type for detecting fluorescent X-rays generated in the minute part of the sample.
【請求項2】 前記試料ホルダーの第1の回転軸は、試
料に入射するX線ビームと同一の直線上にあり、試料ホ
ルダーの第2の回転軸は、前記微小部における試料表面
の法線と同一の直線上にあり、前記第2の回転軸が前記
第1の回転軸の回りを回転することを特徴とする請求項
1記載の微小部X線分析装置。
2. A first rotation axis of the sample holder is on the same straight line as an X-ray beam incident on the sample, and a second rotation axis of the sample holder is a normal line of the sample surface in the minute portion. 2. The microscopic X-ray analyzer according to claim 1, wherein the second rotation axis rotates around the first rotation axis on the same straight line as that of the micro X-ray analyzer. 3.
【請求項3】 前記第1のX線検出器は前記微小部を湾
曲中心とする湾曲型の位置敏感型比例計数管であり、前
記第2のX線検出器は半導体検出器であることを特徴と
する請求項2記載の微小部X線分析装置。
3. The method according to claim 1, wherein the first X-ray detector is a curved position-sensitive proportional counter having the minute portion as a center of curvature, and the second X-ray detector is a semiconductor detector. The micropart X-ray analyzer according to claim 2, wherein:
【請求項4】 前記位置敏感型比例計数管の湾曲した検
出面は、試料に入射するX線ビームを含む一つの平面の
上にあり、前記半導体検出器の検出面の法線は前記平面
に垂直であることを特徴とする請求項3記載の微小部X
線分析装置。
4. The curved detection surface of the position-sensitive proportional counter is on one plane containing an X-ray beam incident on a sample, and the normal of the detection surface of the semiconductor detector is on the plane. 4. The minute portion X according to claim 3, which is vertical.
Line analyzer.
【請求項5】 前記位置敏感型比例計数管の検出面と前
記半導体検出器の検出面の両方から常に試料表面が見え
るように、前記第2の回転軸が前記第1の回転軸の回り
を90度の角度範囲内で揺動回転することを特徴とする
請求項4記載の微小部X線分析装置。
5. The second rotation axis rotates around the first rotation axis so that the sample surface is always visible from both the detection surface of the position-sensitive proportional counter and the detection surface of the semiconductor detector. The micropart X-ray analyzer according to claim 4, wherein the micropart X-ray analyzer rotates in a swinging manner within an angle range of 90 degrees.
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