Quick observation of photoelectron emission microscopy with focused soft X-rays using poly-capillary lens

高速光電子顕微鏡測定のためのポリキャピラリーレンズを用いた軟X線の集光

平尾 法恵; 馬場 祐治  ; 関口 哲弘  ; 下山 巖   

Hirao, Norie; Baba, Yuji; Sekiguchi, Tetsuhiro; Shimoyama, Iwao

PEEM(光電子顕微鏡)と軟X線放射光を組合せた顕微XAFSは固体表面の元素分析,原子価状態,電子構造,分子配向マッピングに有力な手法である。しかし、表面吸着,拡散反応などの現象を追跡するためには、より高速化が必要である。そこで、ポリキャピラリーレンズの放射光のエネルギーを変化させても焦点が変化しないという特性を活かし、軟X線領域(1.8-4.2keV)の放射光とポリキャピラリーレンズを組合せ、放射光ビーム集光の技術開発を行った。この結果、強度が55倍となり、1画像測定が10ミリ秒に短縮されたため、高速の顕微XAFS測定が可能となった。

Photoelectron emission microscopy (PEEM) is recently developed powerful tool to observe surface morphology of material at nanometer scale. In the previous study, we have developed PEEM system combined with soft X-rays from synchrotron light source, and demonstrated that the method can be applied to the observation on chemical states at nanometer scale. Generally, it takes minutes or seconds to observe an image of a static sample by PEEM. In order to observe fast phenomena such as surface diffusion and chemical reaction dynamics at solid surfaces, it is necessary to take a PEEM images in shorter time. For this purpose, we have to focus the X-rays on a small spot where PEEM images are taken. A poly-capillary lens is recently developed simple focusing tool for X-ray, proposed by Kumakhov et.al. Here we present the results for quick PEEM measurements in the order of milli-second using poly-capillary lens.