JPH03209156A

JPH03209156A - 蛍光ｘ線分析装置及び複合人工多層膜体

Info

Publication number: JPH03209156A
Application number: JP335390A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sudo; 正昭須藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1991-09-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、元素の定性・定量分析を行うための蛍光Ｘ線
分析装置及び複合人工多層膜体に関する。

（従来の技術）一般に、蛍光Ｘ線分析法は、第４図に示すように、Ｘ線
管（Ａ）からＸ線（Ｂ）を照射し、試料（Ｃ）の成分元
素から放出される蛍光Ｘ線（Ｄ）を単結晶（Ｅ）を利用
して分光し、元素の定性・定量分析を行う分析法である
。その際、分光用の単結晶（Ｅ）の格子面間隔ｄと測角
器（Ｆ）により測定された回折角θからＸ線の波長λが
わかる。また、検出器（Ｇｌ　としては、シンチレーシ
ョン計数管やガスフロー型比例計数管が用いられる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、フッ素（Ｆ），酸素（Ｏ），炭素（Ｃ）など
の軽元素の蛍光Ｘ線波長は、比較的長い波長（５〜１０
０入）であり、これらの蛍光Ｘ線の分光には人工多層膜
がよく用いられる。ここで、格子面間隔ｄの人工多層膜
は、特定波長λのＸ線を角度θ方向にブラッグ（Ｂｒａ
．ｇｇ）の式ｍλ−２ｄｓｉｎθ（ｍ・次数）により分
光できる物である。

しかしながら、このような人工多層膜は、次のような問
題を何している。すなわち、■反射強度が弱い。とくに
、フッ素などの元素の蛍光Ｘ線は、微弱なものであるた
め、この検出強度を高くずるには、分子素子の反射強度
を高めることが必要である。■半値幅が広い。たとえば
、ナトリウム（Ｎａ）とマグネシウム（Ｍｇ）は、蛍光
Ｘ線波長が、近接（Ｎａ　；λ＝１１．．９入，Ｍｇ．
λ９　９大）してｊ：り、半値幅が大きいと、両者の識
別が困難となるので、できるだけ半値幅は小さくするの
が好ましい。そのため、従来の蛍光Ｘ線分析装置は、広
帯域用のものとしては必ずしも適していなかった。

本発明は、上記事情に着目してなされたもので、分光素
子における蛍光Ｘ線の反射強度を高め、かつ、その半値
幅を小さくすることによって、高い蛍光Ｘ線分光性能を
持つ蛍光Ｘ線分析装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段と作用）本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、互いに異なる波長領域の
Ｘ線を選択的に反射する複数の狭帯域人工多眉膜が組合
わされてなる複合人工多層膜体を用いているようにした
もので、反射強度及び半ｆ直幅が向上する結果、検出強
度及び波長分解能が高まり、測定精度と信頼性の改善を
図ることができる。

一方、本発明の複合人工多層膜体は、互いに異なる波長
領域のＸ線を選択的に反射する複数の狭帯域人工多層膜
が組合わされてなるもので、反射強度及び半値幅が向上
する結果、これを利用する各種測定機器の検出強度及び
波長分解能が高まり、測定精度と信頼性の改善を図るこ
とができる。

（実施例）以下、本発明の一実施的を図面を参照して詳述する。

第１図は、この実施例の蛍光Ｘ線分析装置を示している
。この蛍光Ｘ線分析装置は、１次Ｘ線（２）を出射する
Ｘ線管（１）と、このＸ線管（１）からの１次Ｘ線（２
）を入射する位置に設けられ試料（３）を保持する試料
保持部（４）と、この試料保持部（４）に保持された試
料（３）にて出射した蛍光Ｘ線（５）を入射する位置に
配設されたソーラースリット（６）と、このソーラース
リット（６）を通過した蛍光Ｘ線（５）を入射する位置
に設けられた複合人工多層膜体（７）と、この複合人工
多層膜体（７）にてモノクロ化されたＸ線（８）を入射
して入射量に対応した大きさの電気信号に変換するｘｉ
検出器（９）と、このＸ線検出器（９）を一体的に保持
しＸ線（８）の複合人工多層膜体（７）における回折角
θを測定するために矢印（１０）方向に回動自在に設け
られた測角器（Ｉ１）と、この測角器（１１）上に一体
的に載置され且つ複合人工多層膜体（７）を矢印（１２
）方向に移動自在に保持する第１駆動機構（ｌ３）と、
上記測角器（ｌ１）を所定量回動させる第２駆動機構（
ｌ４）と、Ｘ線検出器（９）及び第１及び第２移動機構
（１３１，　（１４１　に電気的に接続された制御装＠
（１５）とからなり、これらは、図示せぬ筐体に収納さ
れ、この筐体内は真空に保持されるようになっている。

しかして、複合人工多層膜体（７）は、第２図に示すよ
うに、超研磨加工された基板（１６）と、基板（１６）
上に形成された成膜部（１７）とからなっている。

そして、この成膜部（ｊ７）は、第１乃至第３多層膜（
１８１．　（１９１，　（２０１が矢印（Ｉ２）方向に
並設されてなっている。上記第１多層膜（１８）は、互
いに複素屈折率の異なる物質（Ａ）＜例えばタングステ
ン（Ｗ）〉と物質（Ｂ）〈例えば炭素（Ｃ）〉からなる
物質対（Ｃ）が積層されてなるもので、膜厚ｄＡ，ｄｌ
ｌはそれぞれ１．５ｎｍ，２．５ｎｍである。また、上
記第２多層膜（１９）は、互いに複素屈折率の異なる物
質（ロ）＜例えばニッケル（Ｎｉ）＞と物質（Ｅ）く例
えば炭素（Ｃ）〉からなる物質対（Ｆ）が積層されてな
るもので、膜厚ｄ。，ｄ，はそれぞれ２．０ｎｍ，３．
０ｎｍである。さらに、上記第３多層膜（２０）は、互
いに複素屈折率の異なる物質（６）〈例えば金（Ａｕ）
＞と物質（Ｈ）〈例えば炭素（Ｃ）〉からなる物質対（
１）が積層されてなるもので、膜厚ｄａ，ｄ＋＋はそれ
ぞれ２．５ｎｍ，３．５ｎｍである。これら物質対（Ｃ
）．　（Ｆ），　（１）の種類及びその膜厚ｄ＋　　（
＝ａＡ＋ｄａ　），ｄ２（−ｄｏ　十ｄｒ　），ｄｑ　
　（＝ｄｃ　＋ｄ＋＋　）は、特定の波長λ，，λ２，
λ３に対してのみ高い反射串を示すように選択・設計さ
れている。したがって、この複合人工多層膜体（７）は
、すべて狭帯域反射鏡をなしている。さらに、第１駆動
機構（１３）は、複合人工多層膜体（７）を保持するス
テージ（２ｌ）と、このステージ（２１）を矢印（１２
）方向に移動自在に保持する送りねじ（２２）と、この
送りねし（２２）を回転駆動するモータ（２３）とから
なっている。そして、モータ（２３）は、前記制御装置
（１５）からの制御信号ＳＣにより正逆方向に回転する
ようになっている。また、この制御装ｆｆｉ（ｌ５）は
、Ｘ線検出器（９）から出力された電気信号ＳＤを入力
して、第１乃至第３多層膜（＋８＋．　（＋９１，　（
２０）のうちからＸ線検出器（９）に入力したＸ線（８
）の強度が最も強くなる多層膜を選択するようになって
いる。さらに、制御装置（１５）は、電気信号ＳＲを第
２駆動機構（１４）に印加して測角器（１１）を所定量
回動させるように設けられている。

つぎに、この実施例の蛍光Ｘ線分析装置の作動について
述べる。

まず、試料（３）を試料保持部（４）に保持させる。つ
ぎに、前記筐体内の真空引きを行った後、制御装ｒＲ（
ｌ５）から電気信号ＳＲを第２駆動機構（１４）に印加
して測角器（１１）を回動させ、複合人工多層膜体（７
）における回折角θを設定する。つづいて、Ｘ線管（１
）から１次Ｘ線（２）を出射させる。

すると、この１次Ｘ線（２）は、試料保持部（４）に保
持された試料（３）に入射する。その結果、１次Ｘ線（
２）を入射した試料（３）からは、蛍光Ｘ線（５）が出
射される。さらに、この蛍光Ｘ線（５）は、ソーラース
リット（６）を経由して、ステージ（２１）に保持され
た複合人工多層膜体（７）に入射する。

すると、この複合人工多層膜体（７）に入射した蛍光Ｘ
線（５）は、前記ブラッグの式；ｍλ＝２ｄｓｉｎθ（
ｍ：次数）に従って分光する。その結果、複合人工多層
膜体（７）からは、モノクロ化された特定波長のＸ線（
８）がＸ線検出器（９）に入射する。

その結果、このＸ線検出器（９）からは、Ｘ線（８）の
入射量に対応した大きさの電気信号ＳＤが制御装ｆｌｉ
ｔ　（＋５１に出力される。しかして、この制御装置（
１５）にては、制御信号ＳＣがモータ（２３）に印加さ
れ送りねじ（２２）の回転に従ってステージ（２ｌ）が
矢印（１２）方向に移動する。その結果、蛍光Ｘ線（５
）の入射位置は、第１乃至第３多層膜（＋８１，　＋１
９）．　（２０）の順で変化する。このとき、各多層膜
（１８）．　（＋９１．　（２０＋におけるモノクロ化
された特定波長のＸ線（８）の入射飛に対応する電気信
号ＳＤが制御装置（！５）に出力される。そこで、制御
装ｉｔ　（１５１にては、第３図の波長と検出感度との
関係を示すグラフ中における実線で示すように、半値幅
Δλが最も小さくなる多層膜に蛍光Ｘ線（５）が入射す
るように制御信号ＳＣをモータ（２３）に印加する。つ
まり、Ｘ線（８）が、波長λ１の場合は第１多層膜（１
８）が選択され、波長λ２の場合は第２多層膜（１つ）
が選択され、波長λ３の場合は第３多層膜（２０）が選
択される。なお、第３図の破線は、従来の多層膜を用い
た場合の波長と検出感度との関係を示すもので、この実
施例の複合人工多層膜体（７）を用いた場合に比べて、
半値幅が格段に大きいのが特徴である。かくして、制御
装置（１５）にて自動選択された第１乃至第３多層膜（
１８），　（＋９１．　（２０）からのｘ線（８）に基
づいて当該試料（３）の元素分析を行う。

以上のように、この実施例の蛍光Ｘ線分析装置は、互い
に異なる波長領域のＸ線を選択的に反射する複数の狭帯
域人工多層膜が組合わされてなる複合人工多層膜体（７
）を用いているので、反射強度及び半値幅が向上する結
果、検出強度及び波長分解能が高まり、測定精度と信頼
性の改善を図ることができる。したがって、従来、検出
強度の弱いとされていた元素、例えばフッ素（Ｆ）．酸
素（Ｏ）．炭素（Ｃ）などに対しても有効となる。

なお、上記実施例における複合人工多層膜体の多層膜の
数は、三つに限ることなく、例えば四つ以上でもよい。

また、複合人工多層膜体は、方向に配列することなく、
二次元的に配設してもよい。さらに、第１駆動機構（１
３）は、測角器（Ｉ１）に一体的に取付けることなく、
独立して設けてもよい。

さらに、本発明の複合人工多層膜体は、蛍光Ｘ線分析装
置以外にも、分光を目的とするあらゆる装置に適用可能
である。

［発明の効果］本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、互いに異なる波反領域の
Ｘ線を選択的に反射する複数の狭帯域人工多層膜が組合
わされてなる複合人工多層膜体を用いているので、反射
強度及び半値幅が向上する結果、検出強度及び波長分解
能が高まり、測定桔度と信頼性の改善を図ることができ
る。したがって、従来、検出強度の弱いとされていた元
素、例えばフッ素（Ｆ），酸素（Ｏ），炭素（Ｃ）など
に対しても有効となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の蛍光Ｘ線分析装置の構成図
、第２図は本発明の一実施例の複合人工多層膜体の構成
図、第３図は第１図は本発明の一実施例の蛍光Ｘ線分析
装置の作動説明図、第４図は従来技術の説明図である。（１）：Ｘ線管．　　（２）　　：　１次Ｘ線，　　（
３）　　：試料．（４）：試料保持部．　　（５１　　
：蛍光Ｘ線，（７）：複合人工多層膜体．（９）：Ｘ線
検出器，（１３）：第１駆動機構（駆動手段）。茅Ｚ閥ネ３閏Ａ卒井邑

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１次Ｘ線を出射するＸ線管と、このＸ線管からの
１次Ｘ線を入射する位置にて試料を保持する試料保持部
と、互いに異なる波長領域のＸ線を選択的に反射する複
数の狭帯域人工多層膜が並設されてなり上試料保持部に
保持された試料に上記１次Ｘ線が入射することにより出
射した蛍光Ｘ線を入射してモノクロ化する複合人工多層
膜体と、この複合人工多層膜体にてモノクロ化されたＸ
線を入射して入射量に対応した大きさの電気信号に変換
するＸ線検出器と、上記複合人工多層膜体を移動自在に
保持し上記蛍光Ｘ線の入射位置が特定の上記狭帯域人工
多層膜上となるように調整する駆動手段とを具備するこ
とを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
（２）基板と、この基板上に形成され且つ互いに異なる
波長領域のＸ線を選択的に反射する複数の狭帯域人工多
層膜が並設されてなる複合人工多層膜体とを具備するこ
とを特徴とする複合人工多層膜体。