An Extension up to 4 keV by a newly developed multilayer-coated grating for TEM-SXES spectrometer

TEM-SXES分光器のために新しく開発した多層膜回折格子による4keVまでの拡張

寺内 正己*; 高橋 秀之*; 飯田 信雄*; 村野 孝訓*; 小池 雅人; 河内 哲哉; 今園 孝志; 長谷川 登; 小枝 勝*; 長野 哲也*; 笹井 浩行*; 大上 裕紀*; 米澤 善央*; 倉本 智史*

Terauchi, Masami*; Takahashi, Hideyuki*; Handa, Nobuo*; Murano, Takanori*; Koike, Masato; Kawachi, Tetsuya; Imazono, Takashi; Hasegawa, Noboru; Koeda, Masaru*; Nagano, Tetsuya*; Sasai, Hiroyuki*; Oue, Yuki*; Yonezawa, Zeno*; Kuramoto, Satoshi*

透過型電子顕微鏡(TEM)用の軟X線発光分光(SXES)装置を開発している。顕微鏡と組合せたSXESは各種の物質から成り立つ同一の微小領域の物理的性質や化学結合状態を示すものとして期待されている。これまでのTEM用のSXES装置は当初60-1200eVを検出できる(拡張版は2000eVまで)。物質科学への応用にはさらなる広領域化が必要である。そこで50-3800eVをカバーする電子顕微鏡用の新しいSXES装置開発を開始した。高エネルギーへの拡張では、金蒸着では2.2keVのM吸収端以上では著しく反射率が低下するため、新たに軟X線多層膜を蒸着した回折格子を開発した。主な仕様は格子定数:2400本/mm、蒸着物質:WとBC、膜周期:約5.6nm、膜周期数:20、斜入射角:1.35度である。このSXESをJEM2010型TEMに搭載した。検出器は背面照射型CCDを使用した。測定の結果、高強度のTe-L(3769eV) and L(4030eV)だけでなく、4つの微小な構造(Ll,L,L,L)が確認できた。このほか、Pt-M(2050eV)、Pd-M(2839eV)、In-L(3287eV)が観測され、新しい多層膜回折格子が2-4keVの領域で機能することを確認した。

We have been developing a soft X-ray emission spectroscopy (SXES) instrument for TEM. SXES combined with microscopy should be a hopeful method to reveal physical properties and chemical bonding states of identified small specimen areas of various compounds. Original SXES instruments for conventional transmission electron microscopes basically designed to detect from 60 eV to 1200 eV (or 2000 eV in extended version). For applying to material science, a much wider energy range is necessary. Thus, a new SXES development for electron microscope has started to obtain an energy range from 50 eV to 3800 eV. An extension in lower energy region was achieved by a new aberration corrected (varied-line-spaced: VLS) grating. Conventional gratings in soft-X-ray energy region have gold surface. Au has M-absorption edge at 2.2 keV and shows only a small reflectance higher than the energy. Thus, a new multilayer-coated (MLC) VLS grating has designed and manufactured for obtaining SXES spectra up to 4 keV at a grazing incident angle of 1.35 deg. This development is conducting as one project of Collaborative Development of Innovative Seeds (Practicability verification stage) by Japan Science and Technology Agency.