WO2022118957A1 - 磁化測定方法 - Google Patents

磁化測定方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2022118957A1
WO2022118957A1 PCT/JP2021/044470 JP2021044470W WO2022118957A1 WO 2022118957 A1 WO2022118957 A1 WO 2022118957A1 JP 2021044470 W JP2021044470 W JP 2021044470W WO 2022118957 A1 WO2022118957 A1 WO 2022118957A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetization
sample
polarization component
characteristic
ray
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/044470
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊哉 稲見
健人 菅原
徹 綿貫
明広 小出
拓司 野村
Original Assignee
国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 filed Critical 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
Priority to JP2022567004A priority Critical patent/JPWO2022118957A1/ja
Publication of WO2022118957A1 publication Critical patent/WO2022118957A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/223—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by irradiating the sample with X-rays or gamma-rays and by measuring X-ray fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2251—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident electron beams, e.g. scanning electron microscopy [SEM]
    • G01N23/2252—Measuring emitted X-rays, e.g. electron probe microanalysis [EPMA]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux

Definitions

  • the present invention relates to a magnetization measuring method for measuring the magnetization of a magnetic material.
  • the magnetization measuring device described in Patent Document 1 (described as "magnetic material observation device” in Patent Document 1) is known.
  • This characteristic X-ray contains a right circular polarization component and a left circular polarization component, and the magnetization at the generation point of the characteristic X-ray can be obtained from the inversion ratio of their intensities.
  • the magnetization measuring device described in Patent Document 1 measures magnetization using this principle.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the structure of the magnetization measuring apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. It is a schematic diagram which shows the measuring principle of the magnetization measuring method which concerns on one Embodiment of this invention. It is a perspective view of the sample which is the object of measurement of the magnetization measuring method which concerns on one Embodiment of this invention.
  • (A) shows a specific example of a sample in which the magnetization on the surface is not parallel to a specific axis parallel to the surface
  • (b) is a sample in which the magnetization on the surface is parallel to a specific axis parallel to the surface.
  • a specific example of is shown.
  • the magnetization measuring device 1 is a device for measuring the magnetization inside the sample S.
  • Sample S is a magnetic material whose magnetization direction on the surface is substantially parallel to the surface, and is, for example, an electromagnetic steel sheet.
  • the characteristic X-ray X c is generated.
  • the characteristic X-ray X c contains a right circular polarization component X R and a left circular polarization component XL .
  • the magnetization measuring device 1 includes a parallelizing optical element 11, a phase shifter 12, a duplex spectroscope 13, a detector 14, and a control unit 15. Further, the magnetization measuring device 1 may further include an excitation radiation source (not shown) for irradiating the sample S with the excitation ray P.
  • the parallelizing optical element 11 is arranged on the optical path of the characteristic X-ray X c including both the right circular polarization component X R and the left circular polarization component XL emitted from the sample S.
  • the parallelization optical element 11 is configured to parallelize the characteristic X-rays Xc .
  • the optical axis of the characteristic X-ray X c that has passed through the parallelizing optical element 11 is also referred to as the first light receiving axis L1 below.
  • the first light receiving axis L1 is set so that the angle formed by the magnetization on the surface of the sample S is 90 °. Therefore, the characteristic X-ray X c incident on the parallelizing optical element 11 is the characteristic X-ray X c emitted from the sample S in which the angle formed by the traveling direction and the surface of the sample S is 90 °. Line X c .
  • the angle formed by the traveling direction and the surface of the sample S can be rephrased as "the angle formed by the traveling direction and the magnetization on the surface of the sample S".
  • the phase shifter 12 rotates on a straight line including a plane perpendicular to the first light receiving axis L1 and having an angle of 45 ° with a plane including both the first light receiving axis L1 and the second light receiving axis L2. It is rotatable as. By rotating the phase shifter 12 by about 0.01 °, it is possible to switch between performing the following conversion 1 and performing the following conversion 2.
  • the first linear polarization component X 1 and the second linear polarization component X 2 are two straight lines whose polarization directions are orthogonal to each other in a plane orthogonal to the optical axis of the characteristic X-ray X c that has passed through the parallelizing optical element 11. It is a polarization component.
  • Conversion 1 The right circular polarization component X R is converted into the first linear polarization component X 1 , and the left circular polarization component X L is converted into the second linear polarization component X 2 .
  • the magnetization measuring device 1 may further include a phase shifter rotation mechanism (not shown) for rotating the phase shifter 12 as described above.
  • the control unit 15 can control the phase shifter rotation mechanism to automate the rotation of the phase shifter 12.
  • the phase shifter 12 may be configured to be rotatable with the first light receiving shaft L1 as a rotation shaft. In this case, by rotating the phase shifter 12 by 90 °, it is possible to switch between performing the above conversion 1 and performing the above conversion 2.
  • a two-crystal spectroscope 13 is arranged on the optical path of the characteristic X-ray X c'containing both the first linear polarization component X 1 and the second linear polarization component X 2 transmitted through the phase shifter 12.
  • the two-crystal spectroscope 13 selectively reflects a linearly polarized light component having a specific polarization direction, a specific traveling direction, and a specific energy among the characteristic X-rays X c'passed through the phase shifter 12. It is a composition.
  • the optical axis of the characteristic X-ray X c'reflected by the first crystal 131 is also referred to as a second light receiving axis L2. Further, the optical axis of the characteristic X-ray X c'reflected by the second crystal 132 is also described as the third light receiving axis L3.
  • the first light receiving shaft L1, the second light receiving shaft L2, and the third light receiving shaft L3 are located on a common plane.
  • the dicrystal spectroscope 13 selectively selects a linear circularly polarized light component having a specific energy and a specific traveling direction derived from the left circularly polarized light component XL. It will be reflected.
  • the first crystal 131 can rotate about an axis orthogonal to the plane including the light receiving axes L1 to L3 as a rotation axis.
  • the second crystal 132 can rotate about an axis parallel to the rotation axis of the first crystal 131 as a rotation axis.
  • the arrangement of the first crystal 131 and the second crystal 132 is ++ arrangement or ⁇ arrangement, and the space is divided into two halves in a plane including both the rotation axis of the first crystal 131 and the rotation axis of the second crystal 132.
  • the magnetization measuring device 1 has a first crystal rotation mechanism that rotates the first crystal 131 with an axis orthogonal to the plane including the light receiving axes L1 to L3 as a rotation axis, and an axis parallel to the rotation axis of the first crystal 131.
  • a second crystal rotation mechanism for rotating the second crystal 132 may be further provided.
  • the control unit 15 can automate the rotation of the first crystal 131 and the second crystal 132 by controlling these crystal rotation mechanisms.
  • the detector 14 is arranged on the optical path of the characteristic X-ray X c "containing one of the first linear polarization component X 1 and the second linear polarization component X 2 reflected by the two crystal spectroscope 13.
  • the detector 14 is configured to detect the intensity of the characteristic X-ray X c "reflected by the second crystal 132 of the two-crystal spectroscope 13.
  • a semiconductor detector such as a germanium semiconductor detector or a silicon semiconductor detector can be used.
  • a silicon semiconductor detector more specifically, a silicon drift detector is used as the detector 14.
  • a two-dimensional detector in which semiconductor detectors are arranged in a matrix may be used. In this case, the characteristic X-ray X c "that is incident on the detector 14 can be adjusted according to the beam pattern.
  • the control unit 15 controls the phase shifter 12 to perform the above conversion 1, and then records the intensity I + of the characteristic X-ray X c "detected by the detector 14 as described above.
  • the detector 14 is mainly incident with a linearly polarized light component derived from the right-handed circularly polarized light component XR included in the characteristic X-ray X c . Therefore, the intensity I + is increased.
  • the intensity IR of the right-handed circular polarization component X R contained in the characteristic X-ray X c is substantially proportional to the intensity IR.
  • the control unit 15 detects the phase shifter 12 after controlling the phase shifter 12 to perform the above conversion 2.
  • the magnitude of the inversion ratio R' has a value corresponding to the magnitude of the projection of the magnetization at the generation point of the characteristic X-ray X c onto the first light receiving axis L1.
  • the control unit 15 has a value. Using this principle, the projection of the magnetization at the generation point of the characteristic X-ray X c onto the first light receiving axis L1 is specified from the inversion ratio R'.
  • the magnetization measuring device 1 can specify the spatial distribution of the magnetization in the sample S by repeating the above-mentioned measurement while changing the generation point of the characteristic X-ray X c .
  • the magnetic domain map of the sample S can be created by using the magnetization measuring device 1.
  • a configuration is adopted in which two crystals 131 and 132 are interposed between the parallelizing optical element 11 and the detector 14, but the present invention is not limited thereto. That is, for example, a configuration may be adopted in which the second crystal 132 is omitted and the detector 14 is arranged on the optical path of the characteristic X-ray X c "reflected by the first crystal.
  • the sample S to be measured is a magnetic material whose magnetization on the surface is substantially parallel to the surface.
  • substantially parallel means, for example, that the angle formed is 3 ° or less.
  • a magnetic material include an electromagnetic steel sheet, a high magnetostrictive material (Fe-Ga alloy, etc.), a nanocrystalline soft magnetic material, a multilayer magnetic material, and the like.
  • a sintered magnet Nd-Fe-B magnet, Sm-Co magnet, ferrite, etc.
  • a bonded magnet ferrite, Sm-Fe-N magnet, etc.
  • sample S is (1) sample S1 in which the magnetization on the surface is not substantially parallel to a specific axis parallel to the surface, and (2) the magnetization on the surface is substantially parallel to a specific axis parallel to the surface. Can be classified into the sample S2 and the sample S2. Each of the above-mentioned specific examples can be sample S1 or sample S2.
  • FIG. 3A is a perspective view schematically showing a specific example of sample S1.
  • Sample S1 is composed of a surface magnetic domain and an internal magnetic domain (not shown).
  • the direction of magnetization in each surface magnetic domain varies in a plane parallel to the surface of sample S1 (xy plane in (a) of FIG. 3) and is substantially parallel to a specific axis parallel to the surface of sample S1. do not have.
  • Intensity I - can be measured with high accuracy. Therefore, the magnetization inside the sample S can be measured more accurately.
  • the depth d of the measurement target region can be adjusted by changing the energy of the excitation line P. Specifically, the higher the energy of the excitation line P is, the larger the depth d of the measurement target region is, as long as the characteristic X-ray X c does not exceed the depth of the escapeable region. On the contrary, the lower the energy of the excitation line P, the smaller the depth d of the measurement target region. Therefore, if the magnetization measuring method M includes a step of changing the energy of the excitation line P, the depth d of the measurement target region can be adjusted to a desired value.
  • FIG. 9 is a diagram of the three-dimensional magnetic domain structure expected for the electrical steel sheet used as the sample S.
  • the magnetization of the main magnetic domain is parallel to the surface of the sample S regardless of whether it is inside or outside the surface of the sample S.
  • an abnormal magnetic domain other than the main magnetic domain it is located on the surface of the sample S, a surface abnormal magnetic domain (Lancet magnetic domain) having magnetization parallel to the surface of the sample S, and an abnormal magnetic domain located inside the sample S.
  • the internal abnormal magnetic domain (transverse magnetic domain) having a magnetization component perpendicular to the surface of the sample S has the structure as shown in FIG.
  • each circle included in the characteristic X-rays in which the traveling direction when emitted from the sample forms 90 ° with the magnetization on the surface of the sample is specified based on the conversion step of converting the polarization component into a linear polarization component having a different polarization direction and the intensity of the linear polarization component derived from each circular polarization component obtained in the conversion step. Includes specific steps to be performed.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

磁性体の内部の磁化を測定することが可能な磁化測定方法を実現する。磁化測定方法（Ｍ）は、試料（Ｓ）が発する特性Ｘ線（Ｘc）のうち、試料（Ｓ）から出射する際の進行方向が試料（Ｓ）の表面における磁化と９０°を成す特性Ｘ線Ｘcに含まれる各円偏光成分（ＸＲ，ＸＬ）を、偏光方向の異なる直線偏光成分に変換する変換工程（Ｍ４，Ｍ１０）と、各円偏光成分（ＸＲ，ＸＬ）に由来する直線偏光成分の強度に基づいて、試料（Ｓ）の内部の磁化を特定する特定工程（Ｍ１３）と、を含んでいる。

Description

磁化測定方法
　本発明は、磁性体の磁化を測定する磁化測定方法に関する。
　永久磁石、電磁鋼板、磁気記録媒体など、磁性体を用いたデバイスの開発においては、磁化の空間分布を測定することが重要になる。磁化の空間分布を測定するための技術としては、例えば、特許文献１に記載の磁化測定装置（特許文献１においては「磁性体観察装置」と記載）が知られている。磁性体に励起線を照射すると、特性Ｘ線が発生する。この特性Ｘ線には、右円偏光成分と左円偏光成分とが含まれており、それらの強度の反転比から特性Ｘ線の発生点における磁化を求めることができる。特許文献１に記載の磁化測定装置は、この原理を用いて磁化を測定する。
国際公開第２０１９／１８２０９７号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の磁化測定装置においては、試料の内部の磁化を測定する方法の実装が十分ではなく、この点が課題として残されていた。
　本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、試料の内部の磁化を測定することが可能な磁化測定方法を実現することを目的とする。
　本発明の一態様に係る磁化測定方法は、試料が発する特性Ｘ線のうち、該試料から出射する際の進行方向が該試料の表面における磁化と９０°を成す特性Ｘ線に含まれる各円偏光成分を、偏光方向の異なる直線偏光成分に変換する変換工程と、前記変換工程にて得られた各円偏光成分に由来する直線偏光成分の強度に基づいて、前記試料の内部の磁化を特定する特定工程と、を含んでいる。
　本発明の一態様によれば、試料の内部の磁化を測定することが可能な磁化測定方法を実現することができる。
本発明の一実施形態に係る磁化測定装置の構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る磁化測定方法の測定原理を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る磁化測定方法の測定対象となる試料の斜視図である。（ａ）は、表面における磁化がその表面に平行な特定の軸と平行にならない試料の具体例を示し、（ｂ）は、表面における磁化がその表面に平行な特定の軸と平行になる試料の具体例を示す。 本発明の一実施例形態に係る測定方法の流れを示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る磁化測定方法の測定対象となる試料の断面図である。 図１に示す磁化測定装置を用いて、第１受光軸と試料の表面との成す角を１１０°として得られた、電磁鋼板の表面の磁化マップである。 図１に示す磁化測定装置を用いて、第１受光軸と試料の表面との成す角を７０°として得られた、電磁鋼板の表面の磁化マップである。 図１に示す磁化測定装置を用いて、第１受光軸と試料の表面との成す角を９０°として得られた、電磁鋼板の内部の磁化マップである。 電磁鋼板の予測されている３次元磁区構造の模式図である。
　（磁化測定装置の構成）
　本発明の一実施形態に係る磁化測定装置１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、磁化測定装置１の構成を示す模式図である。
　磁化測定装置１は、試料Ｓの内部の磁化を測定するための装置である。試料Ｓは、表面における磁化の向きがその表面と略平行な磁性体であり、例えば、電磁鋼板である。試料Ｓに励起線Ｐを照射すると、特性Ｘ線Ｘｃを発生する。特性Ｘ線Ｘｃには、右円偏光成分ＸＲと左円偏光成分ＸＬとが含まれている。磁化測定装置１は、右円偏光成分ＸＲの強度ＩＲと左円偏光成分ＸＬの強度ＩＬとの反転比Ｒ＝（ＩＲ－ＩＬ）／（ＩＲ＋ＩＬ）から、特性Ｘ線Ｘｃの発生点における磁化を特定する。なお、励起線Ｐは、電磁波ビームであってもよいし、荷電粒子ビームであってもよい。本実施形態においては、励起線Ｐとして、電磁波ビーム、より具体的に言うとＸ線ビーム、さらに具体的に言うと放射光Ｘ線ビームを用いている。
　磁化測定装置１は、図１に示すように、平行化光学素子１１と、移相子１２と、二結晶分光器１３と、検出器１４と、制御部１５と、を備えている。また、磁化測定装置１は、試料Ｓに励起線Ｐを照射する励起線源（不図示）を更に備えていてもよい。
　試料Ｓから発せられた、右円偏光成分ＸＲ及び左円偏光成分ＸＬの両方を含む特性Ｘ線Ｘｃの光路上には、平行化光学素子１１が配置されている。平行化光学素子１１は、特性Ｘ線Ｘｃを平行化するための構成である。平行化光学素子１１を通過した特性Ｘ線Ｘｃの光軸を、以下、第１受光軸Ｌ１とも記載する。平行化光学素子１１としては、例えば、ＫＢミラー（Kirkpatrick-Baez Mirror）、モンテルミラー（Montel Mirror）などのコリメートミラー、Ｘ線レンズなどのコリメートレンズ、フレネルゾーンプレートなどの回折格子を用いることができる。本実施形態においては、平行化光学素子１１として、モンテルミラーを用いている。モンテルミラーは、大きな受光立体角をコンパクトな構成で実現できる点で優れている。
　第１受光軸Ｌ１は、試料Ｓの表面における磁化との成す角が９０°になるように設定されている。したがって、平行化光学素子１１に入射する特性Ｘ線Ｘｃは、試料Ｓから発せられた特性Ｘ線Ｘcのうち、その進行方向と試料Ｓの表面との成す角が９０°となる特性Ｘ線Ｘcである。ここで、「その進行方向と試料Ｓの表面との成す角」は、「その進行方向と試料Ｓの表面における磁化との成す角」と言い換えることができる。なお、平行化光学素子１１に入射する特性Ｘ線Ｘｃと試料Ｓの表面との成す角は、後述するように、例えば、整数精度で９０°、すなわち、８９．５°以上９０．５°以下であれば十分であり、厳密に９０°であることを要さない。ここで、「特性Ｘ線Ｘｃと試料Ｓの表面との成す角」は、「特性Ｘ線Ｘｃと試料Ｓの表面における磁化との成す角」と言い換えることができる。
　平行化光学素子１１を通過した、右円偏光成分ＸＲ及び左円偏光成分ＸＬの両方を含む特性Ｘ線Ｘｃの光路上には、移相子１２が配置されている。移相子１２は、平行化光学素子１１にて平行化された特性Ｘ線Ｘｃに含まれる２つの円偏光成分ＸＲ，ＸＬを、偏光方向の異なる２つの直線偏光成分Ｘ１，Ｘ２に変換するための構成である。移相子１２としては、シリコン単結晶、ゲルマニウム単結晶、ダイヤモンド単結晶などの結晶を用いることができる。本実施形態においては、移相子１２として、ダイヤモンド単結晶を用いている。ダイヤモンド単結晶は、Ｘ線透過率が高い点でシリコン単結晶及びゲルマニウム単結晶よりも優れている。
　移相子１２は、第１受光軸Ｌ１に垂直な面に含まれ、且つ、第１受光軸Ｌ１及び第２受光軸Ｌ２の両方を含む平面との成す角が４５°となる直線を回転軸として回転可能である。移相子１２を０．０１°程度回転させることによって、下記の変換１を行うか、下記の変換２を行うかを切り替えることができる。なお、第１直線偏光成分Ｘ１及び第２直線偏光成分Ｘ２は、平行化光学素子１１を通過した特性Ｘ線Ｘｃの光軸に直交する面内において偏光方向が互いに直交する２つの直線偏光成分である。
　変換１：右円偏光成分ＸＲを第１直線偏光成分Ｘ１に変換すると共に、左円偏光成分ＸＬを第２直線偏光成分Ｘ２に変換する。
　変換２：右円偏光成分ＸＲを第２直線偏光成分Ｘ２に変換すると共に、左円偏光成分ＸＬを第１直線偏光成分Ｘ１に変換する。
　なお、磁化測定装置１は、移相子１２を上記のように回転させる不図示の移相子回転機構を更に備えていてもよい。これにより、例えば、制御部１５が移相子回転機構を制御することによって、移相子１２の回転を自動化することができる。また、移相子１２は、第１受光軸Ｌ１を回転軸として回転可能に構成されていてもよい。この場合、移相子１２を９０°回転させることによって、上記の変換１を行うか、上記の変換２を行うかを切り替えることができる。
　移相子１２を透過した、第１直線偏光成分Ｘ１及び第２直線偏光成分Ｘ２の両方を含む特性Ｘ線Ｘｃ’の光路上には、二結晶分光器１３が配置されている。二結晶分光器１３は、移相子１２を透過した特性Ｘ線Ｘｃ’のうち、特定の偏光方向、特定の進行方向、及び特定のエネルギーを有する直線偏光成分を選択的に反射するための構成である。二結晶分光器１３は、移相子１２を透過した特性Ｘ線Ｘｃ’のうち、特定の偏光方向及び特定のエネルギーを有する直線偏光成分を選択的に反射する第１結晶１３１と、第１結晶１３１で反射された直線偏光成分のうち、特定の進行方向を有する直線偏光成分を更に反射する第２結晶１３２とにより構成される。第１結晶１３１及び第２結晶１３２としては、シリコン単結晶、ゲルマニウム単結晶、ダイヤモンド単結晶などの結晶を用いることができる。本実施形態においては、第１結晶１３１及び第２結晶１３２として、ゲルマニウム単結晶を用い、その４００面を反射面として利用している。以下、第１結晶１３１にて反射された特性Ｘ線Ｘｃ’の光軸を、第２受光軸Ｌ２とも記載する。また、第２結晶１３２にて反射された特性Ｘ線Ｘｃ’の光軸を、第３受光軸Ｌ３とも記載する。第１受光軸Ｌ１、第２受光軸Ｌ２、及び第３受光軸Ｌ３は、共通の平面上に位置する。
　本実施形態において、第１結晶１３１は、特定のエネルギーを有する第１直線偏光成分Ｘ１を選択的に反射するように配置されている。また、第２結晶１３２は、特定の進行方向を有する第１直線偏光成分を選択的に反射するように配置されている。このため、移相子１２が上記の変換１を行う場合、二結晶分光器１３は、右円偏光成分ＸＲに由来する、特定のエネルギー及び特定の進行方向を有する直線偏光成分を選択的に反射することになる。一方、移相子１２が上記の変換２を行う場合、二結晶分光器１３は、左円偏光成分ＸＬに由来する、特定のエネルギー及び特定の進行方向を有する直線円偏光成分を選択的に反射することになる。
　第１結晶１３１は、受光軸Ｌ１～Ｌ３を含む平面に直交する軸を回転軸として回転可能である。また、第２結晶１３２は、第１結晶１３１の回転軸と平行な軸を回転軸として回転可能である。また、第１結晶１３１及び第２結晶１３２の配置は、＋＋配置又は－－配置であり、第１結晶１３１の回転軸及び第２結晶１３２の回転軸の両方を含む平面で空間を２つの半空間に分けたときに二結晶分光器１３の第１結晶１３１へと入射する特性Ｘ線Ｘｃ’の起点方向の無限遠点と二結晶分光器１３の第２結晶１３２から出射する特性Ｘ線Ｘｃ”の終点方向の無限遠点とが同じ半空間に含まれる。一例として、第２結晶１３２として第１結晶１３１と同一の単結晶を用い、第２結晶１３２の反射面として第１結晶１３１の反射面と同一の結晶面を用いた場合、第１結晶１３１及び第２結晶１３２の向きは、θ１＝θ２＝４５°になるように設定することができ、この場合、二結晶分光器１３へと入射する特性Ｘ線Ｘｃ’の進行方向と二結晶分光器１３から出射する特性Ｘ線Ｘｃ”の進行方向とは、互いに逆向きになる。第１結晶１３１及び第２結晶１３２の配置を変化させることにより実現される機能については、参照する図面を代えて後述する。
　なお、磁化測定装置１は、受光軸Ｌ１～Ｌ３を含む平面に直交する軸を回転軸として第１結晶１３１を回転させる第１結晶回転機構、及び、第１結晶１３１の回転軸と平行な軸を回転軸として第２結晶１３２を回転させる第２結晶回転機構を更に備えていてもよい。これにより、例えば、制御部１５がこれらの結晶回転機構を制御することによって、第１結晶１３１及び第２結晶１３２の回転を自動化することができる。
　二結晶分光器１３にて反射された、第１直線偏光成分Ｘ１又は第２直線偏光成分Ｘ２の一方を含む特性Ｘ線Ｘｃ”の光路上には、検出器１４が配置されている。検出器１４は、二結晶分光器１３の第２結晶１３２にて反射された特性Ｘ線Ｘｃ”の強度を検出するための構成である。検出器１４としては、ゲルマニウム半導体検出器やシリコン半導体検出器などの半導体検出器を用いることができる。本実施形態においては、検出器１４として、シリコン半導体検出器、より具体的に言うと、シリコンドリフト検出器を用いている。なお、検出器１４として、半導体検出器がマトリックス状に配置された２次元検出器を用いてもよい。この場合、検出器１４に入射した特性Ｘ線Ｘｃ”のビームパターンに応じた調整が可能になる。
　本実施形態において、二結晶分光器１３は、特定のエネルギーを有する第１直線偏光成分Ｘ１を選択的に反射するように構成されている。したがって、移相子１２が上記の変換１を行う場合、検出器１４は、主に、右円偏光成分ＸＲに由来する直線偏光成分であって、特定のエネルギーを有する直線偏光成分を選択的に検出することになる。一方、移相子１２が上記の変換２を行う場合、検出器１４は、主に、左円偏光成分ＸＬに由来する直線円偏光成分であって、特定のエネルギーを有する直線偏光成分を選択的に検出することになる。
　制御部１５は、移相子１２を上記の変換１を行うように制御したうえで、検出器１４が検出した特性Ｘ線Ｘｃ”の強度Ｉ＋を記録する。上述したように、移相子１２が上記の変換１を行う場合、検出器１４には、主に、特性Ｘ線Ｘｃに含まれる右円偏光成分ＸＲに由来する直線偏光成分が入射する。したがって、強度Ｉ＋は、特性Ｘ線Ｘｃに含まれる右円偏光成分ＸＲの強度ＩＲに略比例する。また、制御部１５は、移相子１２を上記の変換２を行うように制御したうえで、検出器１４が検出した特性Ｘ線の強度Ｉ－を記録する。上述したように、移相子１２が上記の変換２を行う場合、検出器１４には、主に、特性Ｘ線Ｘｃに含まれる左円偏光成分ＸＬに由来する直線偏光成分が入射する。したがって、強度Ｉ－は、特性Ｘ線Ｘｃに含まれる左円偏光成分ＸＬの強度に略比例する。次に、制御部１５は、強度Ｉ＋及び強度Ｉ－から反転比Ｒ’＝（Ｉ＋－Ｉ－）／（Ｉ＋＋Ｉ－）を算出する。この反転比Ｒ’＝（Ｉ＋－Ｉ－）／（Ｉ＋＋Ｉ－）は、特性Ｘ線Ｘｃに含まれる右円偏光成分ＸＲの強度ＩＲ、及び、特性Ｘ線Ｘｃに含まれる左円偏光成分ＸＬの強度ＩＬから算出した反転比Ｒ＝（ＩＲ－ＩＬ）／（ＩＲ＋ＩＬ）と略一致する。反転比Ｒ’の符号は、特性Ｘ線Ｘｃの発生点における磁化の、第１受光軸Ｌ１への射影の向きを表す。また、反転比Ｒ’の大きさは、特性Ｘ線Ｘｃの発生点における磁化の、第１受光軸Ｌ１への射影の大きさに応じた値を持つ。制御部１５は、この原理を利用して、反転比Ｒ’から、特性Ｘ線Ｘｃの発生点における磁化の、第１受光軸Ｌ１への射影を特定する。
　なお、磁化測定装置１は、特性Ｘ線Ｘｃの発生点を変えながら上述した測定を繰り返すことで、試料Ｓにおける磁化の空間分布を特定することができる。例えば、試料Ｓが複数の磁区に分割されている場合、磁化測定装置１を用いれば、試料Ｓの磁区マップを作成することができる。
　本実施形態においては、平行化光学素子１１と検出器１４との間に２つの結晶１３１，１３２を介在させる構成を採用しているが、本発明は、これに限定されない。すなわち、例えば、第２結晶１３２を省略し、第１結晶にて反射された特性Ｘ線Ｘc”の光路上に検出器１４を配置する構成を採用してもよい。
　また、本実施形態においては、磁性体Ｓの表面における磁化と第１受光軸との成す角が予め９０°であることを想定しているが、本発明は、これに限定されない。すなわち、磁化測定装置１は、磁性体Ｓの表面における磁化と第１受光軸の成す角を９０°にするよう、磁化測定装置１の光学系及び試料Ｓの一方又は両方を傾けるための機構を備えており、これらの機構を用いて、磁性体Ｓの表面における磁化と第１受光軸との成す角を９０°にする構成を採用してもよい。
　また、平行化光学素子１１としてモンテルミラーなどのコリメートミラーを用いた場合、平行化光学素子１１を通過する前の特性Ｘ線Ｘｃの光軸と、平行化光学素子１１を通過した後の特性Ｘ線Ｘｃの光軸とが一致しないことがある。この場合、以下の説明においては、平行化光学素子１１を通過する前の特性Ｘ線Ｘｃの光軸のことを第１受光軸Ｌ１と記載する。
　（試料の内部の磁化の測定）
　試料の内部の磁化を測定する原理について、図２を参照して説明する。
　磁化測定装置１を用いた通常の磁化測定においては、試料Ｓの表面の磁化と試料Ｓの内部の磁化との両方が測定される。このことは、試料Ｓの表面の磁化が測定に掛らないようにすることができれば、試料Ｓの内部の磁化を測定することが可能になることを意味する。
　そこで、磁化測定装置１においては、図２の（ａ）に示すように、第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面における磁化との成す角θを９０°に設定している。換言すれば、検出対象とする特性Ｘ線Ｘcを、試料Ｓから出射する際の進行方向が試料Ｓの表面における磁化と９０°を成す特性Ｘ線Ｘcに限定している。これにより、試料Ｓの表面の磁化が測定に掛らないようにすることができ、その結果、試料Ｓの内部の磁化を測定することが可能になる。何故なら、磁化測定装置１により測定されるのは、磁化の第１受光軸Ｌ１への射影の大きさであり、図２の（ｂ）に示すように、この射影の大きさは、第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面における磁化との成す角θが９０°になるとき、略０になるからである。
　なお、試料Ｓの内部の磁化を測定するためには、上記の射影の大きさが無視できる程度に小さければよく、上記の射影の大きさが厳密に０になることを要さない。したがって、第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面における磁化との成す角は、上記の射影の大きさが無視できる程度に９０°に近ければよく、例えば、整数精度で９０°であればよい。
　（測定対象となる試料）
　測定対象となる試料Ｓについて、図３を参照して説明する。
　測定対象となる試料Ｓは、表面における磁化がその表面と略平行な磁性体である。ここで、略平行とは、例えば、成す角が３°以下であることを指す。このような磁性体の具体例としては、電磁鋼板、高磁歪材料（Ｆｅ－Ｇａ合金など）、ナノ結晶軟磁性材料、多層膜磁性材料などが挙げられる。また、焼結磁石（Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁石、Ｓｍ－Ｃｏ磁石、フェライトなど）やボンド磁石（フェライト、Ｓｍ－Ｆｅ－Ｎ磁石など）なども、着磁方向を含む面を観察する場合には、このような磁性体の具体例と見做すことができる。
　なお、Ｆｅ－Ｇａ合金においては、磁化が表面から１０°程度傾いている場合もある。このような場合においても、第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面との成す角を９０°（整数精度）とすることで、測定に対する表面磁化の影響を抑制する効果があり、第１受光軸Ｌ１と表面磁化との成す角を９０°（整数精度）とすることで、その効果が顕著になる。ここで、「第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面との成す角」は、「第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面における磁化との成す角」と言い換えることができる。また、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁石においては、磁化方向に、例えば、半値半幅で８°程度の分布があることが予想されている。このような場合においても、第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面との成す角を９０°（整数精度）とすることで、測定に対する表面磁化の影響を抑制する効果が得られる。ここで、「第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面との成す角」は、「第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面の磁化方向との成す角」と言い換えることができる。
　このような試料Ｓは、（１）表面における磁化がその表面に平行な特定の軸と略平行にならない試料Ｓ１と、（２）表面における磁化がその表面に平行な特定の軸と略平行になる試料Ｓ２と、に分類することができる。上述した各具体例は、試料Ｓ１にもなり得るし、試料Ｓ２にもなり得る。
　図３の（ａ）は、試料Ｓ１の一具体例を模式的に示す斜視図である。試料Ｓ１は、表面磁区と内部磁区（不図示）とにより構成されている。各表面磁区における磁化の向きは、試料Ｓ１の表面に平行な平面（図３の（ａ）におけるｘｙ面）内でばらついており、試料Ｓ１の表面に平行な特定の軸と略平行になっていない。
　本具体例に係る試料Ｓ１の内部の磁化の測定は、第１受光軸Ｌ１と試料Ｓ１の表面との成す角を９０°に設定して行われる。ここで、「第１受光軸Ｌ１と試料Ｓ１の表面との成す角」は、「第１受光軸Ｌ１と試料Ｓ１の表面における磁化の張る面との成す角」と言い換えることができる。換言すれば、測定対象とする特性Ｘ線Ｘcを、試料Ｓから出射する際の進行方向が試料Ｓの表面と９０°を成す特性Ｘ線Ｘcに限定して行われる。これにより、第１受光軸Ｌ１が各表面磁区における磁化と略直交する。このため、各表面磁区における磁化の影響を抑えて、試料Ｓ１の内部における磁化を測定することが可能になる。
　図３の（ｂ）は、試料Ｓ２の一具体例を模式的に示す斜視図である。試料Ｓ２は、表面磁区と内部磁区（不図示）により構成されている。各表面磁区における磁化の向きは、試料Ｓ２の表面に平行な特定の軸（図３の（ｂ）におけるｙ軸）と略平行になっている。なお、互いに隣接する表面磁区における磁化は、互いに逆向きになっている。
　本具体例に係る試料Ｓ２の内部の磁化の測定は、第１受光軸Ｌ１と上記特定の軸との成す角を９０°に設定して行われる。換言すれば、測定対象とする特性Ｘ線Ｘcを、試料Ｓから出射する際の進行方向が上記特定の軸と９０°を成す特性Ｘ線Ｘcに限定して行われる。これにより、第１受光軸Ｌ１が各表面磁区における磁化と略直交する。このため、各表面磁区における磁化の影響を抑えて、試料Ｓ２の内部における磁化を測定することが可能になる。ここで、第１受光軸Ｌ１は、図３の（ｂ）におけるｘｚ平面に平行であればよく、試料Ｓ２の表面と直交することを要さない。したがって、試料Ｓ２の表面と垂直でない軸に対する磁化の射影の大きさも測定することができる。なお、互いに隣接する表面磁区における磁化が、向きが同じであり、かつ、大きさが異なる場合についても、同様のことが言える。
　（磁化測定方法の流れ）
　本発明の一実施形態に係る測定方法Ｍの流れについて、図４を参照して説明する。図４は、測定方法Ｍの流れを示すフロー図である。
　測定方法Ｍは、試料Ｓの内部の磁化を測定するための方法である。測定方法Ｍは、図４に示すように、第１設定工程Ｍ１と、第１照射工程Ｍ２と、第１平行化工程Ｍ３と、第１変換工程Ｍ４と、第１反射工程Ｍ５と、第１検出工程Ｍ６と、第２設定工程Ｍ７と、第２照射工程Ｍ８と、第２平行化工程Ｍ９と、第２変換工程Ｍ１０と、第２反射工程Ｍ１１と、第２検出工程Ｍ１２と、特定工程Ｍ１３と、を含んでいる。測定方法Ｍは、例えば、上述した磁化測定装置１を用いて実施される。
　第１設定工程Ｍ１は、変換１を行うように移相子１２を設定する工程である。変換１とは、上述したように、右円偏光成分ＸＲを第１直線偏光成分Ｘ１に変換すると共に、左円偏光成分ＸＬを第２直線偏光成分Ｘ２に変換することを指す。
　第１照射工程Ｍ２は、励起線源を用いて、励起線Ｐを試料Ｓに照射する工程である。励起線Ｐのエネルギーは、試料Ｓの内部に進入した励起線Ｐが試料Ｓの表面から予め定められた深さまで到達するように決められている。第１照射工程Ｍ２において、励起線Ｐを試料Ｓに照射すると、試料Ｓから特性Ｘ線Ｘcが発せられる。
　第１平行化工程Ｍ３は、平行化光学素子１１を用いて、第１照射工程Ｍ２にて得られた特性Ｘ線Ｘcを平行化する工程である。第１平行化工程Ｍ３において平行化の対象となる特性Ｘ線Ｘcは、試料Ｓの発する特性Ｘ線Ｘcのうち、試料Ｓから出射する際の進行方向が試料Ｓの表面における磁化の方向と９０°を成す特性Ｘ線Ｘcである。
　第１変換工程Ｍ４は、移相子１２を用いて、第１平行化工程Ｍ３にて得られた特性Ｘ線Ｘcに含まれる２つの円偏光成分を、偏光方向の異なる２つの直線偏光成分に変換する工程である。具体的には、右円偏光成分ＸＲを第１直線偏光成分Ｘ１に変換すると共に、左円偏光成分ＸＬを第２直線偏光成分Ｘ２に変換する工程である。第１変換工程Ｍ４において変換の対象となる特性Ｘ線Ｘcは、第１平行化工程Ｍ３にて平行化の対象となる特性Ｘ線Ｘcと同様、試料Ｓが発する特性Ｘ線Ｘcのうち、試料Ｓから出射する際の進行方向が試料Ｓの表面における磁化の方向と９０°を成す特性Ｘ線Ｘcである。
　第１反射工程Ｍ５は、二結晶分光器１３を用いて、第１変換工程Ｍ４にて得られた特性Ｘ線Ｘc’に含まれる直線偏光成分のうち、特定の偏光方向を有する直線偏光成分を選択的に反射する工程である。具体的には、右円偏光成分ＸＲに由来する第１直線偏光成分Ｘ１を選択的に反射する工程である。
　第１検出工程Ｍ６は、検出器１４を用いて、第１反射工程Ｍ５にて反射された特性Ｘ線Ｘc”を検出する工程である。第１反射工程Ｍ５においては、右円偏光成分ＸＲに由来する第１直線偏光成分Ｘ１が選択的に反射されるので、第１検出工程Ｍ６においては、右円偏光成分ＸＲに由来する第１直線偏光成分Ｘ１を主成分とする特性Ｘ線Ｘc”が検出される。第１検出工程Ｍ６において、制御部１５は、検出器１４が検出した特性Ｘ線Ｘｃ”の強度Ｉ＋を記録する。この強度Ｉ＋は、特性Ｘ線Ｘｃに含まれる右円偏光成分ＸＲの強度ＩＲに略比例する。
　第２設定工程Ｍ７は、変換２を行うように移相子１２を設定する工程である。変換２とは、上述したように、右円偏光成分ＸＲを第２直線偏光成分Ｘ２に変換すると共に、左円偏光成分ＸＬを第１直線偏光成分Ｘ１に変換することを指す。
　第２照射工程Ｍ８は、励起線源を用いて、励起線Ｐを試料Ｓに照射する工程である。励起線Ｐのエネルギーは、第１照射工程Ｍ２と同様に決められている。第２照射工程Ｍ８において、励起線Ｐを試料Ｓに照射すると、試料Ｓから特性Ｘ線Ｘcが発せられる。
　第２平行化工程Ｍ９は、平行化光学素子１１を用いて、第２照射工程Ｍ８にて得られた特性Ｘ線Ｘcを平行化する工程である。第２平行化工程Ｍ９において平行化の対象となる特性Ｘ線Ｘcは、試料Ｓの発する特性Ｘ線Ｘcのうち、試料Ｓから出射する際の進行方向が試料Ｓの表面における磁化の方向と９０°を成す特性Ｘ線Ｘcである。
　第２変換工程Ｍ１０は、移相子１２を用いて、第２平行化工程Ｍ９にて得られた特性Ｘ線Ｘcに含まれる２つの円偏光成分を、偏光方向の異なる２つの直線偏光成分に変換する工程である。具体的には、右円偏光成分ＸＲを第２直線偏光成分Ｘ２に変換すると共に、左円偏光成分ＸＬを第１直線偏光成分Ｘ１に変換する工程である。第２変換工程Ｍ１０において変換の対象となる特性Ｘ線Ｘcは、第２平行化工程Ｍ９にて平行化の対象となる特性Ｘ線Ｘcと同様、試料Ｓが発する特性Ｘ線Ｘcのうち、試料Ｓから出射する際の進行方向が試料Ｓの表面における磁化の方向と９０°を成す特性Ｘ線Ｘcである。
　第２反射工程Ｍ１１は、二結晶分光器１３を用いて、第２変換工程Ｍ１０にて得られた特性Ｘ線Ｘc’に含まれる直線偏光成分のうち、特定の偏光方向を有する直線偏光成分を選択的に反射する工程である。具体的には、左円偏光成分ＸＬに由来する第１直線偏光成分Ｘ１を選択的に反射する工程である。
　第２検出工程Ｍ１２は、検出器１４を用いて、第２反射工程Ｍ１１にて反射された特性Ｘ線Ｘc”を検出する工程である。第２反射工程Ｍ１１においては、左円偏光成分ＸＬに由来する第１直線偏光成分Ｘ１が選択的に反射されるので、第２検出工程Ｍ１２においては、左円偏光成分ＸＬに由来する第１直線偏光成分Ｘ１を主成分とする特性Ｘ線Ｘc”が検出される。第２検出工程Ｍ１２において、制御部１５は、検出器１４が検出した特性Ｘ線Ｘｃ”の強度Ｉ－を記録する。この強度Ｉーは、特性Ｘ線Ｘｃに含まれる左円偏光成分ＸＬの強度ＩＬに略比例する。
　特定工程Ｍ１３は、制御部１５を用いて、強度Ｉ＋及び強度Ｉ－から試料Ｓの内部の磁化を特定する工程である。具体的には、強度Ｉ＋及び強度Ｉ－から反転比Ｒ’＝（Ｉ＋－Ｉ－）／（Ｉ＋＋Ｉ－）を算出する。上述したように、この反転比Ｒ’＝（Ｉ＋－Ｉ－）／（Ｉ＋＋Ｉ－）は、特性Ｘ線Ｘｃに含まれる右円偏光成分ＸＲの強度ＩＲ、及び、特性Ｘ線Ｘｃに含まれる左円偏光成分ＸＬの強度ＩＬから算出した反転比Ｒ＝（ＩＲ－ＩＬ）／（ＩＲ＋ＩＬ）と略一致し、試料Ｓの内部の磁化の第１受光軸Ｌ１への射影の大きさに応じた値を持つ。例えば、第１受光軸Ｌ１が試料Ｓの表面と直交している場合、この反転比Ｒ’＝（Ｉ＋－Ｉ－）／（Ｉ＋＋Ｉ－）は、試料Ｓの内部の磁化の、試料Ｓの表面の法線方向への射影の大きさに応じた値を持つ。なぜなら、強度Ｉ＋のうち、表面磁化の寄与分をＩ＋（表面）、内部磁化の寄与分をＩ＋（内部）、強度Ｉーのうち、表面磁化の寄与分をＩ－（表面）、内部磁化の寄与分をＩ－（内部）と記載すると、Ｉ＋（表面）－Ｉ－（表面）＝０になるため、反転比Ｒ’は、Ｉ＋（内部）－Ｉ－（内部）／Ｉ＋＋Ｉ－となるからである。
　以上のように、磁化測定方法Ｍは、（１）試料Ｓが発する特性Ｘ線Ｘcのうち、試料Ｓから出射する際の進行方向が試料Ｓの表面における磁化と９０°を成す特性Ｘ線Ｘcに含まれる各円偏光成分ＸＲ，ＸＬを、偏光方向の異なる直線偏光成分に変換する変換工程Ｍ４，Ｍ１０と、（２）各円偏光成分ＸＲ，ＸＬに由来する直線偏光成分の強度に基づいて、試料Ｓの内部の磁化を特定する特定工程Ｍ１３と、を含んでいる。
　このため、磁化測定方法Ｍによれば、試料Ｓの表面の磁化を測定に掛らないようにすることができる。これにより、試料Ｓの内部の磁化を精度良く測定することができる。
　また、磁化測定方法Ｍにおいて、上記の変換工程は、右円偏光成分ＸＲを第１直線偏光成分Ｘ１に変換すると共に、左円偏光成分ＸＬを第２直線偏光成分Ｘ２に変換する第１変換工程Ｍ４と、右円偏光成分ＸＲを第２直線偏光成分Ｘ２に変換すると共に、左円偏光成分ＸＬを第１直線偏光成分Ｘ１に変換する第２変換工程Ｍ１０と、を含んでいる。また、特定工程Ｍ１３は、第１変換工程Ｍ４にて得られた第１直線偏光成分Ｘ１の強度Ｉ＋、及び、第２変換工程Ｍ１０にて得られた第１直線偏光成分Ｘ１の強度Ｉ－に基づいて、試料Ｓの内部の磁化を特定する工程である。
　このため、磁化測定方法Ｍによれば、右円偏光成分ＸＲに由来する第１直線偏光成分Ｘ１の強度Ｉ＋、及び、左円偏光成分ＸＬに由来する第１直線偏光成分Ｘ１の強度Ｉ－を、それぞれ精度良く測定することができる。したがって、試料Ｓの内部の磁化を更に精度良く測定することができる。
　（磁化の測定対象となる領域）
　試料Ｓにおいて磁化の測定対象となる領域について、図５を参照して説明する。図５は、試料Ｓの断面図である。
　試料Ｓにおいて磁化の測定対象となる領域（以下、「測定対象領域」と記載する）は、励起線Ｐが進入可能であり、且つ、特性Ｘ線Ｘcが脱出可能である領域から、表面磁区を除いた領域である。図５においては、測定対象領域を、斜線ハッチングにより図示している。測定対象領域の深さｄは、励起線Ｐとして放射光Ｘ線を用いる場合、数ミクロン程度以上数十ミクロン程度以下になり、励起線Ｐとして走査電子顕微鏡程度の電子ビームを用いる場合、数ミクロン程度以下になる。
　測定対象領域の深さｄは、励起線Ｐのエネルギーを変化させることによって調整可能である。具体的には、特性Ｘ線Ｘcが脱出可能な領域の深さを超えない範囲で、励起線Ｐのエネルギーを高くするほど、測定対象領域の深さｄは大きくなる。逆に、励起線Ｐのエネルギーを低くするほど、測定対象領域の深さｄは小さくなる。したがって、磁化測定方法Ｍに、励起線Ｐのエネルギーを変化させる工程を含めれば、測定対象領域の深さｄを所望の値に調整することが可能になる。
　また、測定対象領域の深さｄは、励起線Ｐの入射角φを変化させることによっても調整可能である。具体的には、特性Ｘ線Ｘcが脱出可能な領域の深さを超えない範囲で、励起線Ｐの入射角φを小さくするほど、測定対象領域の深さｄは大きくなる。逆に、励起線Ｐの入射角φを大きくするほど、測定対象領域の深さｄは浅くなる。したがって、磁化測定方法Ｍに、励起線Ｐの入射角φを変化させる工程を含めれば、測定対象領域の深さｄを所望の値に調整することが可能になる。
　（実施例）
　磁化測定装置１を用いた磁化測定方法Ｍの一実施例について、図６～図９を参照して説明する。本実施例は、試料Ｓとして、電磁鋼板を用いた。また、本実施例においては、励起線Ｐとして、２６ｋｅＶの放射光Ｘ線を用いた。
　図９は試料Ｓとして用いた電磁鋼板で予想されている3次元磁区構造の図である。主磁区の磁化は試料Ｓの表面、内部に関わらず試料Ｓの表面と平行である。一方で主磁区ではない異常磁区が生じた場合は、試料Ｓの表面に位置する、試料Ｓの表面に平行な磁化を持つ表面異常磁区（Lancet磁区）、および、試料Ｓの内部に位置する、試料Ｓの表面に垂直な磁化成分を持つ内部異常磁区（transverse磁区）が図９のような構造をとることが予想されている。
　図８は、励起線Ｐの光軸と試料Ｓの表面との成す角を７０°、第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面との成す角を９０°として得られた試料Ｓの磁区マップである。この配置では試料Ｓの表面に平行な磁化成分が抑えられ、試料Ｓの表面に垂直な磁化成分が強調される。図８に示す磁区マップにおいて、白い領域（反転比Ｒ’が正になる領域）は、検出される磁化の射影成分（即ち、面直成分）の和が負となる領域を表し、黒い領域（反転比Ｒ’が負になる領域）は、検出される磁化の射影成分（即ち、面直成分）の和が正となる領域を表す。
　図９と照らし合わせると、図８の磁区マップの白い領域と黒い領域は、試料Ｓの表面に垂直な磁化成分を持つtransverse磁区が観察されたものと解釈される。即ち、試料Ｓの内部の磁区が観察されたものと解釈される。
　図７は、励起線Ｐの光軸と試料Ｓの表面との成す角を９０°、第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面との成す角を７０°として得られた試料Ｓの磁区マップである。この配置では試料Ｓの表面に平行・垂直ないずれの磁化成分も測定される。図７に示す磁区マップにおいて、白い領域（反転比Ｒ’が正になる領域）は、検出される磁化の射影成分の和が負となる領域を表し、黒い領域（反転比Ｒ’が負になる領域）は、検出される磁化の射影成分の和が正となる領域を表す。
　図９と照らし合わせると、図７は面平行磁化である主磁区とLancet磁区が図８と比較して明らかに反映された結果となっていることが分かる。
　図６は、励起線Ｐの光軸と試料Ｓの表面との成す角を５０°、第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面との成す角を１１０°として得られた試料Ｓの表面の磁区マップである。この配置は図７の配置と比較し、第１受光軸Ｌ１と試料Ｓの表面との成す角が９０°を跨いで鋭角から鈍角へ変化しているため、試料Ｓの表面に平行な磁化は図７と射影の符号が反転する。図６に示す磁区マップにおいて、白い領域（反転比Ｒ’が正になる領域）は、検出される磁化の射影成分の和が負である領域を表し、黒い領域（反転比Ｒ’が負になる領域）は、検出される磁化の射影成分の和が正である領域を表す。
　図６では図７と比較し試料Ｓの表面に平行な磁化は射影の符号が反転するため、主磁区の磁化とLancet磁区の像において、符号が反転していることが分かる。
　なお、図６及び図７でもtransverse磁区の情報は含まれてよい。面直成分は図６の条件と図7の条件によって、試料Ｓの表面に平行な磁化のように符号が反転しない。図６及び図７において、図８の白・黒の領域に相当する箇所で、符号が反転していない箇所があるのが分かる。これは、transverse 磁区の受光方向への射影成分が反映されたものと解釈できる。
一方で、図６及び図７はtransverse 磁区の情報は含まれているものの、図８の条件において、より明瞭に内部の磁区が観察できていることが分かる。
　（付記事項）
　本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態に開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る磁化測定方法は、試料が発する特性Ｘ線のうち、該試料から出射する際の進行方向が該試料の表面における磁化と９０°を成す特性Ｘ線に含まれる各円偏光成分を、偏光方向の異なる直線偏光成分に変換する変換工程と、前記変換工程にて得られた各円偏光成分に由来する直線偏光成分の強度に基づいて、前記試料の内部の磁化を特定する特定工程と、を含んでいる。
　上記の構成によれば、試料の表面における磁化を測定に掛らないようにすることができる。これにより、試料の内部の磁化を精度良く測定することができる。
　本発明の態様２に係る磁化測定方法においては、態様１の構成に加えて、前記変換工程は、右円偏光成分を第１直線偏光成分に変換すると共に、左円偏光成分を第２直線偏光成分に変換する第１変換工程と、左円偏光成分を前記第１直線偏光成分に変換すると共に、右円偏光成分を前記第２直線偏光成分に変換する第２変換工程と、を含み、前記特定工程は、前記第１変換工程にて得られた前記第１直線偏光成分の強度、及び、前記第２変換工程にて得られた前記第１直線偏光成分の強度に基づいて、前記試料の内部の磁化を特定する工程である、という構成が採用されている。
　上記の構成によれば、各円偏光成分に由来する直線偏光成分の強度を更に精度良く測定することができる。したがって、試料の内部の磁化を更に精度良く測定することができる。
　本発明の態様３に係る磁化測定方法においては、態様１又は２の構成に加えて、前記特性Ｘ線を発生させるために前記試料に照射する励起線のエネルギー又は入射角を変更することによって、磁化を測定する対象となる領域の深さを調整する調整工程を更に含んでいる、という構成が採用されている。
　上記の構成によれば、磁化を測定する対象となる領域の深さを所望の深さに調整することができる。
　本発明の態様４に係る磁化測定方法においては、態様１～３の何れか一態様の構成に加えて、前記試料は、該試料の表面における磁化が該表面と略平行な磁性体である、という構成が採用されている。
　上記の構成によれば、試料の表面における磁化の影響を更に抑えて、試料の内部の磁化を更に精度良く測定することができる。
　本発明の態様５に係る磁化測定方法においては、態様４の構成に加えて、前記試料は、該試料の表面における磁化が該表面に平行な軸と略平行な磁性体である、という構成が採用されている。
　上記の構成によれば、試料の内部の磁化の、試料の表面に垂直な軸に対する射影の大きさのみならず、試料の内部の磁化の、試料の表面に垂直でない軸に対する射影の大きさも測定することができる。
　　１　　　磁化測定装置
　　１１　　平行化光学素子
　　１２　　移相子
　　１３　　二結晶分光器
　　１３１　第１結晶
　　１３２　第２結晶
　　１４　　検出器
　　１５　　制御部

Claims (5)

  1. 　試料が発する特性Ｘ線のうち、該試料から出射する際の進行方向が該試料の表面における磁化と９０°を成す特性Ｘ線に含まれる各円偏光成分を、偏光方向の異なる直線偏光成分に変換する変換工程と、
    　前記変換工程にて得られた各円偏光成分に由来する直線偏光成分の強度に基づいて、前記試料の内部の磁化を特定する特定工程と、を含んでいる、
    ことを特徴とする磁化測定方法。
  2. 　前記変換工程は、右円偏光成分を第１直線偏光成分に変換すると共に、左円偏光成分を第２直線偏光成分に変換する第１変換工程と、左円偏光成分を前記第１直線偏光成分に変換すると共に、右円偏光成分を前記第２直線偏光成分に変換する第２変換工程と、を含み、
    　前記特定工程は、前記第１変換工程にて得られた前記第１直線偏光成分の強度、及び、前記第２変換工程にて得られた前記第１直線偏光成分の強度に基づいて、前記試料の内部の磁化を特定する工程である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の磁化測定方法。
  3. 　前記特性Ｘ線を発生させるために前記試料に照射する励起線のエネルギー又は入射角を変更することによって、磁化を測定する対象となる領域の深さを調整する調整工程を更に含んでいる、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁化測定方法。
  4. 　前記試料は、該試料の表面における磁化が該表面と略平行な磁性体である、
    ことを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の磁化測定方法。
  5. 　前記試料は、該試料の表面における磁化が該表面に平行な軸と略平行な磁性体である、ことを特徴とする請求項４に記載の磁化測定方法。
PCT/JP2021/044470 2020-12-04 2021-12-03 磁化測定方法 WO2022118957A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022567004A JPWO2022118957A1 (ja) 2020-12-04 2021-12-03

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063121552P 2020-12-04 2020-12-04
US63/121,552 2020-12-04
JP2021-058759 2021-03-30
JP2021058759 2021-03-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022118957A1 true WO2022118957A1 (ja) 2022-06-09

Family

ID=81853399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/044470 WO2022118957A1 (ja) 2020-12-04 2021-12-03 磁化測定方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2022118957A1 (ja)
WO (1) WO2022118957A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006337290A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Shimadzu Corp Ｘ線分光装置
US20170052128A1 (en) * 2015-08-18 2017-02-23 Sigray, Inc. Detector for x-rays with high spatial and high spectral resolution
WO2019182097A1 (ja) * 2018-03-22 2019-09-26 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 磁性体観察方法および磁性体観察装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006337290A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Shimadzu Corp Ｘ線分光装置
US20170052128A1 (en) * 2015-08-18 2017-02-23 Sigray, Inc. Detector for x-rays with high spatial and high spectral resolution
WO2019182097A1 (ja) * 2018-03-22 2019-09-26 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 磁性体観察方法および磁性体観察装置

Non-Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AKIHIRO KOIDE, TAKUJI NOMURA, TOSHIYA INAMI: "8aE2-8 Emission-angle dependence of x-ray magnetic circularly polarized emission (QST)", MEETING ABSTRACTS OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN, PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN, JP, vol. 75, no. 2, 28 August 2020 (2020-08-28) - 17 September 2020 (2020-09-17), JP , pages 1063, XP009537124, ISSN: 2189-0803 *
ANONYMOUS: "BL11XU (QST Quantum Dynamics I)", 1 July 2020 (2020-07-01), XP055936186, Retrieved from the Internet <URL:http://www.spring8.or.jp/pdf/en/ann_rep/18/BL11XU.pdf> [retrieved on 20220628] *
ANONYMOUS: "National Research Institute Quantum Science and Technology Research Institute", 25 September 2020 (2020-09-25), XP055936207, Retrieved from the Internet <URL:https://www.qst.go.jp/uploaded/attachment/18837.pdf> [retrieved on 20220628] *
ANONYMOUS: "National Research Institute Quantum Science and Technology Research Institute's Business Operation Plan for the 2nd Year of Reiwa Japan established the National Research Institute of Quantum Science and Technology Research Institute", 31 March 2020 (2020-03-31), XP055936216, Retrieved from the Internet <URL:https://www.qst.go.jp/uploaded/attachment/16360.pdf> [retrieved on 20220628] *
ANONYMOUS: "The National Research Institute Quantum Science and Technology Research Institute's decree and the first year's business performance report", 1 July 2020 (2020-07-01), pages 5, XP055936191, Retrieved from the Internet <URL:https://www.qst.go.jp/uploaded/attachment/17418.pdf> [retrieved on 20220628] *
KOIDE AKIHIRO, NOMURA TAKUJI, INAMI TOSHIYA: "Effects of conduction electron excitation on x-ray magnetic circularly polarized emission in itinerant ferromagnets", PHYSICAL REVIEW B, vol. 102, no. 22, 1 December 2020 (2020-12-01), pages 224425, XP055936256, ISSN: 2469-9950, DOI: 10.1103/PhysRevB.102.224425 *
KOIDE, AKIHIRO ET AL.: "Polarization effect of X-ray magnetic polarization polarized light", QST-REPOSITORY, NATIONAL INSTITUTES FOR QUANTUM SCIENCE AND TECHNOLOGY, Japan, pages 1 - 1, XP009537192, Retrieved from the Internet <URL:http://id.nii.ac.jp/1657/00079605> [retrieved on 20220705] *
KOIDE, AKIHIRO: "The angle dependence of X-ray magnetic field polarized light", QST-REPOSITORY, Japan, pages 1 - 1, XP009537194, Retrieved from the Internet <URL:http://id.nii.ac.jp/1657/00080471> *
KOIDE, AKIHIRO: "Theoretical study of X-ray magnetic circularly polarized light emission in metallic magnetic materials", KANSAI PHOTON SCIENCE INSTITUTE LETTER, 31 July 2020 (2020-07-31), Japan, pages 4, XP009537125 *
KOIDE, AKIHIRO; NOMURA, T.; INAMI, T. : "17pE33-4 Conduction-electron polarization effect on x-ray magnetic circularly polarized emission QST", MEETING ABSTRACTS OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN, vol. 75, no. 1, 28 February 2020 (2020-02-28), JP , pages 1355, XP009537123, ISSN: 2189-0803, DOI: 10.11316/jpsgaiyo.75.1.0_1355 *
NAKATA, TAKAHIRO: "Visualization of internal structure of Lancet magnetic domain in directional silicon sheet metal", vol. 2019B3585, 5 May 2020 (2020-05-05), pages 1 - 2, XP009537121, Retrieved from the Internet <URL:https://user.spring8.or.jp/apps/experimentreport/detail/27882/ja> *
TOSHIYA, INAMI: "Development of micromagnetic spectroscopy using X-ray magnetic circularly polarized light emission", vol. 2019B3556, 5 May 2020 (2020-05-05), Japan, pages 1 - 3, XP009537122, Retrieved from the Internet <URL:https://user.spring8.or.jp/apps/experimentreport/detail/27496/ja> *

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022118957A1 (ja) 2022-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9846132B2 (en) Small-angle scattering X-ray metrology systems and methods
JP7129109B2 (ja) 磁性体観察方法および磁性体観察装置
TW201522954A (zh) 用於使用ｘ射線度量術量測半導體器件疊加之方法及裝置
Heidler et al. Design guidelines for an electron diffractometer for structural chemistry and structural biology
WO2022118957A1 (ja) 磁化測定方法
Matsuyama et al. Development of mirror manipulator for hard-x-ray nanofocusing at sub-50-nm level
US9766190B2 (en) Method, system and apparatus for measuring comparatively thick materials
WO2022118956A1 (ja) 磁化測定装置及び磁化測定方法
US9835569B2 (en) Magnetic measurement system and apparatus utilizing X-ray to measure comparatively thick magnetic materials
Imazono et al. Development and performance test of a soft x-ray polarimeter and ellipsometer for complete polarization analysis
Wang et al. Fabrication of nanoscale patterns in lithium fluoride crystal using a 13.5 nm Schwarzschild objective and a laser produced plasma source
Pollmann et al. Characterization of a microfocused circularly polarized x-ray probe
Yoder et al. One‐micron beams for macromolecular crystallography at GM/CA‐CAT
JP6445137B2 (ja) Ｘ線顕微鏡
Li et al. Study on full-aperture intensity response measurement for x-ray Kirkpatrick–Baez microscope
Pflüger Using grazing incidence small-angle x-ray scattering (gisaxs) for semiconductor nanometrology and defect quantification
Patommel Hard X-Ray Scanning Microscope Using Nanofocusing Parabolic Refractive Lenses
Manzanillas et al. Development of an x-ray polarimeter at the SOLEIL synchrotron
Sakai et al. Measurement of the beam size at the compact superconducting storage ring by the SR interferometer
JPH06235704A (ja) 単色ｘ線ｃｔ装置
Jaouen et al. An UHV apparatus for X‐ray resonant magnetic reflectivity in the hard X‐ray range
Pauw How to do a perfect SAXS measurement
Takahashi et al. Feasibility study of local structure analysis of ultrathin films by X-ray fluorescence holography
Zhu et al. Theoretical study of the two-dimensional collimation property of the multilayer coated x-ray Montel mirror
Kozhevnikov et al. Neutron channeling in a nonmagnetic planar waveguide

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21900706

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022567004

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21900706

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1