Development of a wideband multilayer grating with a new layer structure for a flat-field spectrometer attached to transmission electron microscopes in the 2-4 keV range

透過型電子顕微鏡に搭載可能な24keV領域用平面結像分光器のための新しい膜構造を持つワイドバンド多層膜回折格子の開発

今園 孝志; 小池 雅人

Imazono, Takashi; Koike, Masato

透過型電子顕微鏡に搭載できる24keV領域用平面結像分光器を開発するために、新しい膜構造を持つワイドバンド多層膜回折格子を開発した。一定入射角の場合、従来の多層膜回折格子はバンド幅が狭いために当該領域を波長走査するための機械駆動が不可欠であったが、本研究で開発した多層膜回折格子は一定入射角でも当該エネルギー領域において一様に高い回折効率を得ることができるように新しい膜構造を持たせている。この条件は、振動を可能な限り排除したい透過型電子顕微鏡に搭載するために有利である。今回われわれは、PFの二結晶ビームラインBL-11Bに接続した自前の軟X線回折計を用いて、マスタ回折格子に新しい膜構造を積層した多層膜回折格子の回折効率を測定した。その結果、測定エネルギー領域全域(2.14.0keV)において新型多層膜回折格子は一様に高い回折効率を示すことがわかった。

A soft X-ray spectrograph to attach to electron microscopes has been developed. Original TEM-SXES instruments can detect soft X-ray emission (SXE) spectra of the 60-2000 eV range. However it is necessary to develop a new SXES instrument that covers a much wider energy range. It is of importance to detect the SXE spectra from 2 keV to 4 keV. Observation of the SXE spectra in this energy range needs a multilayer grating because in which a typical grating with the gold coating is no longer practical. A conventional multilayer grating has high diffraction efficiency but narrow band at a fixed angle of incidence. It indicates that the SXES instrument should employ a mechanism for wavelength scanning to cover the required energy range and is unsuitable for the spectrograph to attach to a TEM. To overcome this problem, we have invented a new multilayer structure to uniformly enhance the reflectivity in a few keV energy range at a fixed angle of incidence.