504000eV領域の軟X線平面結像型分光器の開発と電子顕微鏡への応用

Development of a soft X-ray flat-field spectrograph in the 50-4000 eV range and its application to electron microscopies

今園 孝志; 小池 雅人; 河内 哲哉; 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*; 寺内 正己*; 高橋 秀之*; 飯田 信雄*; 村野 孝訓*

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

電子顕微鏡(電顕)と組み合わせた軟X線平面結像型分光器は局所領域の構造評価とその電子状態を同時に分析できるツールとして様々な物質への適用が期待されている。特に、504000eV領域は機能性物質の発光線を数多く観測し得ることから重要なエネルギー領域である。しかし、回折格子の結像特性、収差補正機能、表面物質等の制限により、504000eV領域の全域を一つの回折格子でカバーする分光器を実現するのは困難である。この問題を解決するため、当該領域を50200eV, 155350eV, 3002200eV, 20004000eVに4分割し、各領域で最適化した不等間隔溝回折格子を共通する一つの分光器に搭載できるようにした。さらに、24keV領域において入射角が一定の条件下で反射率を一様に高めることが可能な多層膜鏡の膜構造を考案し、これを回折格子の表面物質として応用した(広帯域多層膜回折格子)。講演では、電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)及び透過型電顕(TEM)に搭載した分光器で得られたLi-やC-発光、ITOからのSn-とIn-線の高分解能測定の結果について述べる。

A soft X-ray flat-field spectrograph in combination with electron microscopes is one of the powerful tools for not only the structural and elemental analyses, but also the valence band analysis of materials. It is expected to be able to detect soft X-ray emissions of 50-4000 eV emitted from various materials, but difficult to cover the whole energy range using a single diffraction grating by restriction of optical imaging property and surface material. To overcome this problem, a flat-field spectrograph compatible with four varied-line-spacing gratings optimized for the respective energy range of 50-200 eV, 155-350 eV, 300-2200 eV, and 2000-4000 eV has been designed. It results in that the spectrograph can be easily selected without complicated optical alignment by just changing the desired grating of the four. In addition, a multilayer mirror to enhance uniformly a reflectivity in 2-4 keV at a constant angle of incidence was invented and applied to a wideband multilayer grating.