Development and applications of a new soft X-ray emission spectrometer for electron probe microanalysis and/or nanoanalysis

電子ビームマイクロアナリシス又はナノアナリシスのための新型軟X線発光分光器の開発と応用

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; 寺内 正己*; 小枝 勝*; 長野 哲也*; 笹井 浩行*; 大上 裕紀*; 米澤 善央*; 倉本 智史*

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

軟X線発光分光器における分析エネルギー範囲を拡張するため、50から200eVの低エネルギー用としてラミナー型不等間隔溝(VLS)回折格子JS50XL、2000から4000eVの高エネルギー用として多層膜VLS回折格子JS4000を新たに開発した。また、電池材料, 鋼及び合金, 電子デバイスなどのさまざまな分野に対応できる発光スペクトル計測のための商用アプリケーションソフトウェアも併せて開発した。講演では、JS50XL及びJS4000を同時に搭載可能な分光器を装着した商用機EPMAの概要と、リチウムイオン電池の充電状態によるLi-Kスペクトルの空間的, 時間的化学状態変化や、CdSe, ZnTe, InPからのKeV領域スペクトルの計測結果などについて述べる。この開発は、科学技術振興機構の産学共同シーズイノベーション化事業(育成ステージ)の共同開発のプロジェクトの一つ(ナノスケール軟X線発光分析システムの開発)として行われた。

A very unique high performance soft X-ray emission spectrometer (SXES) has successfully been developed which can be attached not only to transmission electron microscopes (TEMs), but also to scanning electron microscopes (SEMs) as well as electron probe microanalyzers (EPMAs). To extend the analyzed energy ranges, a newly designed laminar-type varied-line-spacing (VLS) grating JS50XL, for a lower energy range, 50-170 eV, and a multilayered VLS grating JS4000, for a higher energy range, 2000-4000 eV, have been developed and installed to this spectrometer. Application software has also been developed for a commercial use of SXES in several fields such as battery materials, steel and alloys, and electron devices. The appearance of this spectrometer attached to EPMA and a few results acquired are shown in the following figures. This development has been conducted as one of the projects of Collaborative Development of Innovative Seeds (Practicability verification stage) by Japan Science and Technology Agency.