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Development of a new grating spectrometer for 50-4000 eV

50-4000eVにおける新しい分光器の開発

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*

電子顕微鏡と組合せた軟X線発光分光(SXES)は物質の物理的性質だけでなく各種の化合物の特定された微小な試料領域での化学結合状態を明らかにすることができる有望な方法である。電子顕微鏡(透過型電子顕微鏡及び電子線マイクロプローブアナライザー)において50eV-4000eVを対象とする新しいSXES装置の開発を開始した。この領域を4種の収差補正(不等間隔溝: VLS)回折格子によりカバーする。低エネルギー領域への拡張では斜入射角4度、有効刻線密度1200本/MMのVLS回折格子を新しく設計製作した。この回折格子によりエネルギー分解0.3eVでLI-K発光(54eV)を検出することができる。高エネルギー領域への拡張では斜入射角1.35度、有効刻線密度1200本/MMの軟X線多層膜(MLC)VLS回折格子を新しく設計製作した。軟X線多層膜の物質対はWとB$$_{4}$$Cである。この新MLC-VLS回折格子はTE-L$$alpha$$(3769eV)とL$$beta$$(4030eV)だけでなくLL, L$$beta$$, L$$beta$$$$_{3}$$, L$$beta$$$$_{2,15}$$の微細な構造を検出できた。同じ設定でAL-K$$alpha$$(1486eV), PT-M$$alpha$$(2050eV), PD-M$$alpha$$(2839eV), IN-L$$alpha$$(3287eV)も観測できた。これは新しく設計製作したMCL回折格子が1.5-4keVの領域で有効に機能していることを示している。

Soft X-ray emission spectroscopy (SXES) combined with electron microscopy should be a hopeful method to reveal physical properties and chemical-bonding states of identified small specimen areas of various compounds. A new SXES development for electron microscopes (TEM and electron-probe microanalyzer) has started to obtain an energy range from 50 eV to 4000 eV by using four aberration-corrected (varied-line-spaced: VLS) gratings. An extension in lower energy region was achieved by a design and manufacturing a new VLS grating with a groove density of 1200 l/mm at a grazing incident angle of 4 deg. This grating enables us to detect Li-K emission (54 eV) with an energy resolution of 0.3 eV. A new multilayer-coated (MLC) VLS grating with a groove density of 2400 l/mm has designed and manufactured for obtaining SXES spectra up to 4 keV at a grazing incident angle of 1.35 deg. The material pair of the multilayer is W and B$$_{4}$$C. This new MLC-VLS grating can measure not only Te-L$$alpha$$ (3769eV) and L$$beta$$ (4030 eV) but also four small structures of Ll, L$$eta$$, L$$beta$$$$_{3}$$ and L$$beta$$$$_{2,15}$$. At the same setting, Al-K$$alpha$$ (1486 eV), Pt-M$$alpha$$ (2050 eV), Pd-M$$alpha$$ (2839 eV), In-L$$alpha$$ (3287 eV) were also observed. This confirms that this newly designed MCL grating works for 1.5-4 keV.

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