Construction of a SXES spectrometer for a conventional SEM

汎用SEM用のSXES分光器の製作

寺内 正己*; 越谷 翔悟*; 佐藤 二美*; 高橋 秀之*; 飯田 信雄*; 村野 孝訓*; 小池 雅人; 今園 孝志; 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*; Koshiya, Shogo*; Sato, Futami*; Takahashi, Hideyuki*; Handa, Nobuo*; Murano, Takanori*; Koike, Masato; Imazono, Takashi; Koeda, Masaru*; Nagano, Tetsuya*; Sasai, Hiroyuki*; Oue, Yuki*; Yonezawa, Zeno*; Kuramoto, Satoshi*

TEM,EPMA等の電子顕微鏡に搭載できる軟X線発光分光(SXES)装置を開発し、試験評価してきた。分光器は不等間隔溝(収差補正)回折格子を4枚(内1枚は多層膜回折格子)搭載し、検出器はマルチチャンネルプレート(MCP)とCCDを組合せたもので、測定可能エネルギー領域は50-4000eVである。このSXES分光器は電子エネルギー損失分光法(EELS)やエネルギー分散型X分析法(EDS)では不可能な、特定された試料領域での価電子(結合電子)のエネルギー状態の情報を提供するほか、元素や化合物の化学状態の同定が可能である。このSXES分光器をJEOL社製JSM-6480LV型走査型電子顕微鏡(SEM)に装着した。SEMではプローブ電流が大きくかつ照射体積も大きくなるため、測定時間はTEMに比較して約一桁短くなる。AlのL端でのエネルギー分解幅は0.16eVであり、TEM/EPMAの場合と同等の性能であった。LaBとアモルファスBのKスペクトル(2次光)の比較ではBの化学結合状態の差異がフェルミ端の強度差として明瞭に現れた。

We have been developed and tested soft-X-ray emission spectroscopy (SXES) instruments by attaching to TEM and EPMA. The spectrometer has an energy range form 50-4000 eV by using four varied-line-spacing (aberration corrected) gratings. This SXES spectrometer inform us energy states of valence electrons (bonding electrons) form an identified specimen area by electron microscopy, which cannot be obtained by EELS and EDS. This provides not only the probing method for the energy states of valence electrons but also a sensitive tool for elemental and chemical identification. The spectrometer has applied also to a SEM (JEOL JSM-6480LV). As SEM can use a larger probe current and excitation volume of specimen than those of TEM, the detection time is about one order shorter than that of TEM. The energy resolution evaluated at AL-Ledge is 0.16 eV. The spectrum of LaB shows apparent intensity corresponds to B-K Fermi edge, showing chemical state of boron.