JPH11352297A - Ｘ線分光素子 - Google Patents
Ｘ線分光素子Info
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- JPH11352297A JPH11352297A JP17800598A JP17800598A JPH11352297A JP H11352297 A JPH11352297 A JP H11352297A JP 17800598 A JP17800598 A JP 17800598A JP 17800598 A JP17800598 A JP 17800598A JP H11352297 A JPH11352297 A JP H11352297A
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Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特定の元素に起因する特定の特性Ｘ線を取り
出す場合に、特定の元素よりも原子番号が１または２だ
け小さい元素を人工多層膜と組み合わせるようにして、
高反射でかつ高分解能のＸ線分光素子を得る。 【解決手段】 Ｘ線分光素子の人工多層膜の部分は、第
１層１０がタングステン（Ｗ）、第２層１２が炭化ホウ
素（Ｂ4Ｃ）である。第１層１０と第２層１２の厚さは
それぞれ約３〜４ナノメータであり、これを５０〜２０
０周期だけ積層してある。この人工多層膜の表面にニッ
ケルの表面層１４を形成してある。このＸ線分光素子は
ＣｕＫα線だけを取り出すようにしたものであり、ニッ
ケル層１４を形成することにより、ＣｕＫα線よりも短
波長側のＸ線をニッケル層１４で効果的に吸収できる。
出す場合に、特定の元素よりも原子番号が１または２だ
け小さい元素を人工多層膜と組み合わせるようにして、
高反射でかつ高分解能のＸ線分光素子を得る。 【解決手段】 Ｘ線分光素子の人工多層膜の部分は、第
１層１０がタングステン（Ｗ）、第２層１２が炭化ホウ
素（Ｂ4Ｃ）である。第１層１０と第２層１２の厚さは
それぞれ約３〜４ナノメータであり、これを５０〜２０
０周期だけ積層してある。この人工多層膜の表面にニッ
ケルの表面層１４を形成してある。このＸ線分光素子は
ＣｕＫα線だけを取り出すようにしたものであり、ニッ
ケル層１４を形成することにより、ＣｕＫα線よりも短
波長側のＸ線をニッケル層１４で効果的に吸収できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は人工多層膜を用い
たＸ線分光素子に関する。
たＸ線分光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】人工多層膜を用いたＸ線分光素子は、現
在、多方面で使われている。また、近年では、反射面に
沿って積層周期を連続的に変化させた格子面間隔傾斜型
の人工多層膜の製作も可能になっており、出射ビームの
圧縮化、平行化、集光化等を自由に行えるようになって
きた。
在、多方面で使われている。また、近年では、反射面に
沿って積層周期を連続的に変化させた格子面間隔傾斜型
の人工多層膜の製作も可能になっており、出射ビームの
圧縮化、平行化、集光化等を自由に行えるようになって
きた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在、高いＸ線反射率
（６０％以上）が得られる人工多層膜は、その積層周期
が数ナノメータ程度である。この積層周期は、天然の単
結晶の格子面間隔よりも一桁程度大きい。このような高
反射率の人工多層膜は、天然の単結晶を用いた分光素子
と比較すると、エネルギー分解能（波長分解能）が低
い。そのため、このような人工多層膜を分光素子として
用いると、出射ビームの中に、目的とする波長以外のＸ
線が混入しやすくなり、特に硬Ｘ線の領域（短波長Ｘ線
の領域）においてはその影響が顕著になる。これに対し
て、人工多層膜の積層周期を小さくすれば、エネルギー
分解能は向上するが、製作の困難性から、積層周期が大
きい場合に比べて積層周期の完全性が低下して、今度
は、反射率が低下してしまう。
（６０％以上）が得られる人工多層膜は、その積層周期
が数ナノメータ程度である。この積層周期は、天然の単
結晶の格子面間隔よりも一桁程度大きい。このような高
反射率の人工多層膜は、天然の単結晶を用いた分光素子
と比較すると、エネルギー分解能（波長分解能）が低
い。そのため、このような人工多層膜を分光素子として
用いると、出射ビームの中に、目的とする波長以外のＸ
線が混入しやすくなり、特に硬Ｘ線の領域（短波長Ｘ線
の領域）においてはその影響が顕著になる。これに対し
て、人工多層膜の積層周期を小さくすれば、エネルギー
分解能は向上するが、製作の困難性から、積層周期が大
きい場合に比べて積層周期の完全性が低下して、今度
は、反射率が低下してしまう。
【０００４】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、目的とする特性Ｘ線
よりも短波長側のＸ線を出射ビームに混入させないよう
にして、高反射でかつ高エネルギー分解能のＸ線分光素
子を提供することにある。換言すれば、この発明の目的
は、高反射率でかつ格子面間隔を自由に設計できる人工
多層膜の特徴を生かしつつ、低エネルギー分解能という
問題を克服したＸ線分光素子を提供することにある。
なされたものであり、その目的は、目的とする特性Ｘ線
よりも短波長側のＸ線を出射ビームに混入させないよう
にして、高反射でかつ高エネルギー分解能のＸ線分光素
子を提供することにある。換言すれば、この発明の目的
は、高反射率でかつ格子面間隔を自由に設計できる人工
多層膜の特徴を生かしつつ、低エネルギー分解能という
問題を克服したＸ線分光素子を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明のＸ線分光素子
は、人工多層膜を用いたものであって、特定の元素に起
因する特定の特性Ｘ線だけを取り出すために、前記特定
の元素よりも原子番号が１または２だけ小さい元素（以
下、添加元素という。）を何らかの形で人工多層膜と組
み合わせるようにしたものである。添加元素を組み合わ
せる形態としては、次のような形態が考えられる。
（１）人工多層膜の表面に添加元素の膜を形成する。
（２）人工多層膜を構成する膜の中に添加元素を分散さ
せる。（３）人工多層膜を構成する膜の一つを添加元素
を含む合金で構成する。（４）人工多層膜を構成する膜
の一つを添加元素の単体で構成する。
は、人工多層膜を用いたものであって、特定の元素に起
因する特定の特性Ｘ線だけを取り出すために、前記特定
の元素よりも原子番号が１または２だけ小さい元素（以
下、添加元素という。）を何らかの形で人工多層膜と組
み合わせるようにしたものである。添加元素を組み合わ
せる形態としては、次のような形態が考えられる。
（１）人工多層膜の表面に添加元素の膜を形成する。
（２）人工多層膜を構成する膜の中に添加元素を分散さ
せる。（３）人工多層膜を構成する膜の一つを添加元素
を含む合金で構成する。（４）人工多層膜を構成する膜
の一つを添加元素の単体で構成する。
【０００６】特定元素（Ｘ線管のターゲットの材質）と
添加元素（人工多層膜に含める元素）の組み合わせとし
ては次の表１のような組み合わせが考えられる。元素記
号のあとにカッコ書きで示した数字は原子番号である。
添加元素（人工多層膜に含める元素）の組み合わせとし
ては次の表１のような組み合わせが考えられる。元素記
号のあとにカッコ書きで示した数字は原子番号である。
【０００７】
【表１】 特定元素 添加元素 Ｃｕ(29) Ｎｉ(28) Ｍｏ(42) Ｚｒ(40) Ｃｒ(24) Ｖ (23) Ｆｅ(26) Ｍｎ(25) Ｃｏ(27) Ｆｅ(26) Ａｇ(47) Ｒｈ(45)
【０００８】この表１において、ＭｏとＺｒの組み合わ
せ、及び、ＡｇとＲｈの組み合わせが、特定元素よりも
原子番号が２だけ小さい添加元素を用いる例であり、そ
の他の組み合わせは、特定元素よりも原子番号が１だけ
小さい添加元素を用いる例である。
せ、及び、ＡｇとＲｈの組み合わせが、特定元素よりも
原子番号が２だけ小さい添加元素を用いる例であり、そ
の他の組み合わせは、特定元素よりも原子番号が１だけ
小さい添加元素を用いる例である。
【０００９】次に、この発明の基本原理を説明する。以
下の説明では、特定の元素として銅（Ｃｕ）を、「特定
の特性Ｘ線」としてＣｕＫα線を、添加元素としてニッ
ケル（Ｎｉ）を例にして説明する。
下の説明では、特定の元素として銅（Ｃｕ）を、「特定
の特性Ｘ線」としてＣｕＫα線を、添加元素としてニッ
ケル（Ｎｉ）を例にして説明する。
【００１０】図１（Ａ）は従来の人工多層膜を分光素子
として利用してＣｕＫα線を取り出したときの出射ビー
ムのエネルギー・プロフィールの一例である。横軸はＸ
線の波長（エネルギーの逆数に比例）であり、縦軸はＸ
線強度の平方根である。Ｘ線管のＣｕターゲットから出
てくるＸ線を人工多層膜に入射させている。入射Ｘ線ビ
ームと人工多層膜の配置関係は、ＣｕＫα線がブラッグ
の反射条件を満たすように入射Ｘ線ビームの入射角を設
定している。しかし、人工多層膜からの出射ビームの中
には、ＣｕＫα線（波長は０．１５４２ｎｍ）以外に、
ＣｕＫβ線（０．１３９２ｎｍ）やＷＬα線（０．１４
８０ｎｍ）が混じっている。ここで、ＷＬα線はＸ線管
のＷフィラメントからのコンタミネーションである。
として利用してＣｕＫα線を取り出したときの出射ビー
ムのエネルギー・プロフィールの一例である。横軸はＸ
線の波長（エネルギーの逆数に比例）であり、縦軸はＸ
線強度の平方根である。Ｘ線管のＣｕターゲットから出
てくるＸ線を人工多層膜に入射させている。入射Ｘ線ビ
ームと人工多層膜の配置関係は、ＣｕＫα線がブラッグ
の反射条件を満たすように入射Ｘ線ビームの入射角を設
定している。しかし、人工多層膜からの出射ビームの中
には、ＣｕＫα線（波長は０．１５４２ｎｍ）以外に、
ＣｕＫβ線（０．１３９２ｎｍ）やＷＬα線（０．１４
８０ｎｍ）が混じっている。ここで、ＷＬα線はＸ線管
のＷフィラメントからのコンタミネーションである。
【００１１】図１（Ｂ）は本発明のＸ線分光素子を用い
てＣｕＫα線を取り出したときの出射ビームのエネルギ
ー・プロフィールの一例である。この分光素子は、人工
多層膜の表面または内部にニッケルを含んでいる。この
場合は、出射ビームの中には、ＣｕＫα線だけが含まれ
ていて、上述のＣｕＫβ線やＷＬα線はほとんど観測さ
れない。その理由は、ＣｕＫα線よりも短波長側のＸ線
がニッケルに吸収されるからである。ニッケルは銅より
も原子番号がひとつ小さいので、ニッケルの吸収端
（０．１４８８ｎｍ）はＣｕＫα線（０．１５４２ｎ
ｍ）の短波長側のすぐ近くに位置している。このＮｉ吸
収端よりも波長の短いＸ線はニッケルに吸収されてしま
う。ところで、ＣｕＫα線よりも短波長側のＸ線がニッ
ケルによって吸収割合は、ニッケルの厚さまたは量に依
存する。したがって、短波長側のＸ線（この場合、特に
ＣｕＫβ線）の強度がＣｕＫα線に比較して実用上無視
できる程度に小さくなるように、必要かつ十分な量のニ
ッケルを使用すればよい。
てＣｕＫα線を取り出したときの出射ビームのエネルギ
ー・プロフィールの一例である。この分光素子は、人工
多層膜の表面または内部にニッケルを含んでいる。この
場合は、出射ビームの中には、ＣｕＫα線だけが含まれ
ていて、上述のＣｕＫβ線やＷＬα線はほとんど観測さ
れない。その理由は、ＣｕＫα線よりも短波長側のＸ線
がニッケルに吸収されるからである。ニッケルは銅より
も原子番号がひとつ小さいので、ニッケルの吸収端
（０．１４８８ｎｍ）はＣｕＫα線（０．１５４２ｎ
ｍ）の短波長側のすぐ近くに位置している。このＮｉ吸
収端よりも波長の短いＸ線はニッケルに吸収されてしま
う。ところで、ＣｕＫα線よりも短波長側のＸ線がニッ
ケルによって吸収割合は、ニッケルの厚さまたは量に依
存する。したがって、短波長側のＸ線（この場合、特に
ＣｕＫβ線）の強度がＣｕＫα線に比較して実用上無視
できる程度に小さくなるように、必要かつ十分な量のニ
ッケルを使用すればよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下の実施形態の説明では、「特
定の元素に起因する特定の特性Ｘ線を取り出すようにし
たＸ線分光素子」における「特定の元素」として銅（Ｃ
ｕ）を、「特定の特性Ｘ線」としてＣｕＫα線を、「特
定の元素よりも原子番号が１または２だけ小さい元素」
として、ニッケル（Ｎｉ）を例にして説明している。
定の元素に起因する特定の特性Ｘ線を取り出すようにし
たＸ線分光素子」における「特定の元素」として銅（Ｃ
ｕ）を、「特定の特性Ｘ線」としてＣｕＫα線を、「特
定の元素よりも原子番号が１または２だけ小さい元素」
として、ニッケル（Ｎｉ）を例にして説明している。
【００１３】図２（Ａ）は、この発明の第１の実施形態
のＸ線分光素子の一部（表面近く）を拡大した断面図で
ある。このＸ線分光素子の人工多層膜の部分は、第１層
１０と第２層１２とを交互に積層したものである。この
人工多層膜の表面に表面層１４を形成してある。人工多
層膜は、原則として、重い元素からなる層と軽い元素か
らなる層を積層して作る。この実施形態では、第１層は
タングステン（Ｗ）、第２層は炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）で
ある。第１層と第２層の厚さはそれぞれ約２〜４ナノメ
ータであり、これを５０〜２００周期だけ積層してあ
る。第１層と第２層の厚さの比率は、さまざまに選択で
きるが、この実施形態では厚さの比率は１：１である。
人工多層膜の積層周期（第１層と第２層の厚さの合計）
は、単結晶の格子面間隔に相当する。図２（Ａ）の人工
多層膜は例えばスパッタリング法で形成できる。
のＸ線分光素子の一部（表面近く）を拡大した断面図で
ある。このＸ線分光素子の人工多層膜の部分は、第１層
１０と第２層１２とを交互に積層したものである。この
人工多層膜の表面に表面層１４を形成してある。人工多
層膜は、原則として、重い元素からなる層と軽い元素か
らなる層を積層して作る。この実施形態では、第１層は
タングステン（Ｗ）、第２層は炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）で
ある。第１層と第２層の厚さはそれぞれ約２〜４ナノメ
ータであり、これを５０〜２００周期だけ積層してあ
る。第１層と第２層の厚さの比率は、さまざまに選択で
きるが、この実施形態では厚さの比率は１：１である。
人工多層膜の積層周期（第１層と第２層の厚さの合計）
は、単結晶の格子面間隔に相当する。図２（Ａ）の人工
多層膜は例えばスパッタリング法で形成できる。
【００１４】この実施形態は、人工多層膜の表面にニッ
ケルの表面層１４を設けたことに特徴がある。このＸ線
分光素子はＣｕＫα線だけを取り出すようにしたもので
あり、Ｘ線分光素子を使うときは、Ｘ線分光素子に入射
するＸ線ビームの入射角θと、ＣｕＫα線の波長λと、
人工多層膜の積層周期ｄとがブラッグの反射条件を満足
するように、入射角θを定めればよい。ただし、このよ
うに入射角θを定めても、積層周期が数ナノメータと比
較的大きいので、人工多層膜のエネルギー分解能は低
く、ＣｕＫα線以外にＣｕＫβ線が出射ビームに混入す
る。そこで、ニッケル層１４を形成することにより、Ｃ
ｕＫα線よりも短波長側のＸ線をニッケルにより効果的
に吸収することができる。ニッケル層１４は例えばスパ
ッタリング法で形成できる。
ケルの表面層１４を設けたことに特徴がある。このＸ線
分光素子はＣｕＫα線だけを取り出すようにしたもので
あり、Ｘ線分光素子を使うときは、Ｘ線分光素子に入射
するＸ線ビームの入射角θと、ＣｕＫα線の波長λと、
人工多層膜の積層周期ｄとがブラッグの反射条件を満足
するように、入射角θを定めればよい。ただし、このよ
うに入射角θを定めても、積層周期が数ナノメータと比
較的大きいので、人工多層膜のエネルギー分解能は低
く、ＣｕＫα線以外にＣｕＫβ線が出射ビームに混入す
る。そこで、ニッケル層１４を形成することにより、Ｃ
ｕＫα線よりも短波長側のＸ線をニッケルにより効果的
に吸収することができる。ニッケル層１４は例えばスパ
ッタリング法で形成できる。
【００１５】次に、ニッケル層１４の必要な厚さについ
て試算する。そのために次のような条件を設定する。
（１）ニッケル層が存在しない人工多層膜を用いた場合
には、出射ビームの中に、ＣｕＫβ線が、ＣｕＫα線に
対して０．５％の強度で観測されるものと仮定する。
（２）Ｘ線分析装置において、単結晶の試料を分析する
場合には、試料に入射するＸ線ビーム（Ｘ線分光素子か
らの出射ビーム）に含まれるＣｕＫβ線の許容強度がＣ
ｕＫα線の強度の０．０１％であり、多結晶の試料を分
析する場合には、ＣｕＫβ線の許容強度がＣｕＫα線の
強度の０．１％であると仮定する。
て試算する。そのために次のような条件を設定する。
（１）ニッケル層が存在しない人工多層膜を用いた場合
には、出射ビームの中に、ＣｕＫβ線が、ＣｕＫα線に
対して０．５％の強度で観測されるものと仮定する。
（２）Ｘ線分析装置において、単結晶の試料を分析する
場合には、試料に入射するＸ線ビーム（Ｘ線分光素子か
らの出射ビーム）に含まれるＣｕＫβ線の許容強度がＣ
ｕＫα線の強度の０．０１％であり、多結晶の試料を分
析する場合には、ＣｕＫβ線の許容強度がＣｕＫα線の
強度の０．１％であると仮定する。
【００１６】ニッケル層の無いときに出射ビーム中の強
度比（Ｋβ／Ｋα）が０．５％の状態から、ニッケル層
を形成することで出射ビーム中の強度比（Ｋβ／Ｋα）
を０．０１％（または０．１％）まで低下させるために
は、ニッケル層の見かけの厚さＬ（ｃｍ）（Ｘ線が通過
する方向で測った厚さ）を次の（１）式で求めればよ
い。この（１）式において、Ｒａはニッケル層のない場
合の強度比（Ｋβ/Ｋα）であり、Ｒｂはニッケル層の
ある場合の強度比（Ｋβ/Ｋα）である。また、μαは
ＣｕＫα線に対するニッケルの線吸収係数であり、μβ
はＣｕＫβ線に対するニッケルの線吸収係数である。
度比（Ｋβ／Ｋα）が０．５％の状態から、ニッケル層
を形成することで出射ビーム中の強度比（Ｋβ／Ｋα）
を０．０１％（または０．１％）まで低下させるために
は、ニッケル層の見かけの厚さＬ（ｃｍ）（Ｘ線が通過
する方向で測った厚さ）を次の（１）式で求めればよ
い。この（１）式において、Ｒａはニッケル層のない場
合の強度比（Ｋβ/Ｋα）であり、Ｒｂはニッケル層の
ある場合の強度比（Ｋβ/Ｋα）である。また、μαは
ＣｕＫα線に対するニッケルの線吸収係数であり、μβ
はＣｕＫβ線に対するニッケルの線吸収係数である。
【００１７】
【数１】 Ｌ(ｃｍ)＝[ln(Ｒａ/Ｒｂ)]/(μα−μβ) …(1)
【００１８】上述の（１）式において、Ｒａ＝０．５
％、Ｒｂ＝０．０１％（または０．１％）、μα＝４０
６．７３/ｃｍ、μβ＝２４４７．５/ｃｍを代入する
と、次の表２に示すようにニッケルの見かけの厚さＬが
得られる。
％、Ｒｂ＝０．０１％（または０．１％）、μα＝４０
６．７３/ｃｍ、μβ＝２４４７．５/ｃｍを代入する
と、次の表２に示すようにニッケルの見かけの厚さＬが
得られる。
【００１９】
【表２】 装置 Ｋα：Ｋβ 厚さＬ(ｃｍ) 厚さｔ（ｃｍ） 単結晶用 100 : 0.01 0.0019169 0.00003686 多結晶用 100 : 0.1 0.0007886 0.00001517
【００２０】ところで、人工多層膜の表面に対して入射
Ｘ線と出射Ｘ線は所定の角度θで傾斜しているので、図
４に示すように、ニッケル層の現実の厚さｔ（人工多層
膜の表面に垂直な方向の厚さ）は、Ｘ線から見た見かけ
の厚さＬ（Ｘ線４０が通過する距離）よりも小さくな
る。角度θはブラッグの条件を満足するように設定され
ていて、次のように計算できる。ブラッグの反射条件
「λ＝２ｄ・sinθ」において、λ＝０．１５４２ナノ
メータ（ＣｕＫα線）、ｄ＝４ナノメータ（人工多層膜
の積層周期）を代入すると、θ＝約１．１度となる。こ
のときに、現実の厚さｔは、ｔ＝Ｌ×(sin１．１度)＝
０．０１９２Ｌとなる（Ｌの約５２分の１になる）。こ
の厚さｔの値を表２の右端の列に示す。
Ｘ線と出射Ｘ線は所定の角度θで傾斜しているので、図
４に示すように、ニッケル層の現実の厚さｔ（人工多層
膜の表面に垂直な方向の厚さ）は、Ｘ線から見た見かけ
の厚さＬ（Ｘ線４０が通過する距離）よりも小さくな
る。角度θはブラッグの条件を満足するように設定され
ていて、次のように計算できる。ブラッグの反射条件
「λ＝２ｄ・sinθ」において、λ＝０．１５４２ナノ
メータ（ＣｕＫα線）、ｄ＝４ナノメータ（人工多層膜
の積層周期）を代入すると、θ＝約１．１度となる。こ
のときに、現実の厚さｔは、ｔ＝Ｌ×(sin１．１度)＝
０．０１９２Ｌとなる（Ｌの約５２分の１になる）。こ
の厚さｔの値を表２の右端の列に示す。
【００２１】また、人工多層膜の表面にニッケル層を形
成する場合は、人工多層膜に入射するときと、人工多層
膜で反射して出ていくときに（合計で２回）、Ｘ線がニ
ッケル層を通過することになる。したがって、厚さｔは
実際は表２の半分で足り、次の表３のようになる。な
お、ニッケル層を形成したことにより、取り出したいＣ
ｕＫα線についても強度が減衰するが、表３のＫα減衰
率は、その減衰割合である。
成する場合は、人工多層膜に入射するときと、人工多層
膜で反射して出ていくときに（合計で２回）、Ｘ線がニ
ッケル層を通過することになる。したがって、厚さｔは
実際は表２の半分で足り、次の表３のようになる。な
お、ニッケル層を形成したことにより、取り出したいＣ
ｕＫα線についても強度が減衰するが、表３のＫα減衰
率は、その減衰割合である。
【００２２】
【表３】 装置 Ｋα：Ｋβ 厚さｔ(ｃｍ) Ｋα減衰率(％) 単結晶用 100 : 0.01 0.00001843 54 多結晶用 100 : 0.1 0.00000758 27
【００２３】図２（Ｂ）は、この発明の第２の実施形態
のＸ線分光素子の一部を拡大した断面図である。このＸ
線分光素子の人工多層膜の部分は、第１層２０と第２層
２２とを交互に積層したものであり、第１層２０の内部
にニッケル２４を分散させている。第１層はタングステ
ン（Ｗ）、第２層は炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）である。タン
グステン中にニッケルを分散させるには、例えば、スパ
ッタリング法で成膜する場合のターゲットとして、タン
グステンとニッケルを組み合わせて使うか、タングステ
ンとニッケルの合金ターゲットを使う。
のＸ線分光素子の一部を拡大した断面図である。このＸ
線分光素子の人工多層膜の部分は、第１層２０と第２層
２２とを交互に積層したものであり、第１層２０の内部
にニッケル２４を分散させている。第１層はタングステ
ン（Ｗ）、第２層は炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）である。タン
グステン中にニッケルを分散させるには、例えば、スパ
ッタリング法で成膜する場合のターゲットとして、タン
グステンとニッケルを組み合わせて使うか、タングステ
ンとニッケルの合金ターゲットを使う。
【００２４】分散させるニッケルの必要量は、上述の表
３で示した厚さｔを、単位面積当たりのニッケルの必要
量に換算すればよい。その必要量は、厚さｔにニッケル
の密度（８．９ｇ/ｃｍ3）を掛け算して、表４のように
なる。
３で示した厚さｔを、単位面積当たりのニッケルの必要
量に換算すればよい。その必要量は、厚さｔにニッケル
の密度（８．９ｇ/ｃｍ3）を掛け算して、表４のように
なる。
【００２５】
【表４】 装置 Ｋα：Ｋβ 必要量(ｇ/ｃｍ2) Ｋα減衰率(％) 単結晶用 100 : 0.01 0.0001640 54 多結晶用 100 : 0.1 0.0000675 27
【００２６】図３は、この発明の第３の実施形態のＸ線
分光素子の一部を拡大した断面図である。このＸ線分光
素子の人工多層膜の部分は、第１層３０と第２層３２と
を交互に積層したものであり、第１層３０はニッケル
（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）の合金であり、第２層は炭化
ホウ素（Ｂ4Ｃ）である。ニッケルとクロムの比率は、
例えば６：４または７：３程度にすることができる。第
２層は、シリコン（Ｓｉ）単体またはグラファイト
（Ｃ）単体とすることもできる。また、この実施形態の
変更例として、第１層３０をニッケル単体で作ることも
できる。
分光素子の一部を拡大した断面図である。このＸ線分光
素子の人工多層膜の部分は、第１層３０と第２層３２と
を交互に積層したものであり、第１層３０はニッケル
（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）の合金であり、第２層は炭化
ホウ素（Ｂ4Ｃ）である。ニッケルとクロムの比率は、
例えば６：４または７：３程度にすることができる。第
２層は、シリコン（Ｓｉ）単体またはグラファイト
（Ｃ）単体とすることもできる。また、この実施形態の
変更例として、第１層３０をニッケル単体で作ることも
できる。
【００２７】この発明のＸ線分光素子の人工多層膜とし
ては、格子面間隔傾斜型の放物面または楕円面の人工多
層膜を使うことができる。「格子面間隔傾斜型」とは、
反射面に沿って積層周期（天然の単結晶の格子面間隔に
相当する。）が連続的に変化しているものである。この
ような格子面間隔傾斜型の人工多層膜の表面を、放物面
または楕円面の形状にすることで、単色化され、かつ、
平行なビームを取り出すことができる。このような格子
面間隔傾斜型の放物面または楕円面の人工多層膜は公知
であり、例えば、日本結晶学会年会の講演要旨集（１９
９７年）の第１８７頁や、第３３回Ｘ線分析討論会の講
演要旨集（１９９７年）の第３７〜３８頁や、Phys.Re
v.95(1954)359,p.83-84に記載されている。
ては、格子面間隔傾斜型の放物面または楕円面の人工多
層膜を使うことができる。「格子面間隔傾斜型」とは、
反射面に沿って積層周期（天然の単結晶の格子面間隔に
相当する。）が連続的に変化しているものである。この
ような格子面間隔傾斜型の人工多層膜の表面を、放物面
または楕円面の形状にすることで、単色化され、かつ、
平行なビームを取り出すことができる。このような格子
面間隔傾斜型の放物面または楕円面の人工多層膜は公知
であり、例えば、日本結晶学会年会の講演要旨集（１９
９７年）の第１８７頁や、第３３回Ｘ線分析討論会の講
演要旨集（１９９７年）の第３７〜３８頁や、Phys.Re
v.95(1954)359,p.83-84に記載されている。
【００２８】
【発明の効果】この発明のＸ線分光素子は、特定の元素
に起因する特定の特性Ｘ線を取り出す場合に、前記特定
の元素よりも原子番号が１または２だけ小さい元素を人
工多層膜と組み合わせるようにしたので、目的の特性Ｘ
線よりも短波長側のＸ線を出射ビームから効果的に取り
除くことができる。これにより、積層周期の比較的大き
い人工多層膜（高反射率である）をＸ線分光素子として
使う場合に生じる低エネルギー分解能の問題（目的の特
性Ｘ線よりも短波長側のＸ線が混入する問題）を克服す
ることができ、高反射でかつ高分解能のＸ線分光素子を
得ることができる。
に起因する特定の特性Ｘ線を取り出す場合に、前記特定
の元素よりも原子番号が１または２だけ小さい元素を人
工多層膜と組み合わせるようにしたので、目的の特性Ｘ
線よりも短波長側のＸ線を出射ビームから効果的に取り
除くことができる。これにより、積層周期の比較的大き
い人工多層膜（高反射率である）をＸ線分光素子として
使う場合に生じる低エネルギー分解能の問題（目的の特
性Ｘ線よりも短波長側のＸ線が混入する問題）を克服す
ることができ、高反射でかつ高分解能のＸ線分光素子を
得ることができる。
【図１】人工多層膜を用いたＸ線分光素子の出射ビーム
のエネルギー・プロフィールを示したグラフであり、
（Ａ）は従来例を使った場合、（Ｂ）は本発明を使った
場合である。
のエネルギー・プロフィールを示したグラフであり、
（Ａ）は従来例を使った場合、（Ｂ）は本発明を使った
場合である。
【図２】この発明の第１の実施形態と第２の実施形態に
ついて、その一部を拡大した断面図である。
ついて、その一部を拡大した断面図である。
【図３】この発明の第３の実施形態の一部を拡大した断
面図である。
面図である。
【図４】ニッケル層の見かけの厚さＬと実際の厚さｔの
関係を示した断面図である。
関係を示した断面図である。
１０ 第１層 １２ 第２層 １４ 表面層
Claims (6)
- 【請求項１】 特定の元素に起因する特定の特性Ｘ線を
取り出すようにしたＸ線分光素子において、このＸ線分
光素子を人工多層膜で作り、その人工多層膜の表面に、
前記特定の元素よりも原子番号が１または２だけ小さい
元素からなる表面層を形成したことを特徴とするＸ線分
光素子。 - 【請求項２】 特定の元素に起因する特定の特性Ｘ線を
取り出すようにしたＸ線分光素子において、このＸ線分
光素子を人工多層膜で作り、その人工多層膜を構成する
膜の中に、前記特定の元素よりも原子番号が１または２
だけ小さい元素を含ませたことを特徴とするＸ線分光素
子。 - 【請求項３】 請求項２に記載のＸ線分光素子におい
て、人工多層膜を構成する膜の中に、前記特定の元素よ
りも原子番号が１または２だけ小さい元素を分散させた
ことを特徴とするＸ線分光素子。 - 【請求項４】 請求項２に記載のＸ線分光素子におい
て、人工多層膜を構成する膜の一つを、前記特定の元素
よりも原子番号が１または２だけ小さい元素を含む合金
で構成したことを特徴とするＸ線分光素子。 - 【請求項５】 請求項２に記載のＸ線分光素子におい
て、人工多層膜を構成する膜の一つを、前記特定の元素
よりも原子番号が１または２だけ小さい元素の単体で構
成したことを特徴とするＸ線分光素子。 - 【請求項６】 請求項１から５までのいずれか１項に記
載のＸ線分光素子において、前記人工多層膜が、反射面
に沿って積層周期が連続的に変化している放物面または
楕円面の人工多層膜であることを特徴とするＸ線分光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17800598A JPH11352297A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | Ｘ線分光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17800598A JPH11352297A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | Ｘ線分光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11352297A true JPH11352297A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=16040899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17800598A Pending JPH11352297A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | Ｘ線分光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11352297A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011506929A (ja) * | 2007-12-07 | 2011-03-03 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 光学装置を用いた多重エネルギ・イメージング・システム及び方法 |
| JP2016085232A (ja) * | 2016-02-15 | 2016-05-19 | 株式会社島津製作所 | ポリキャピラリー光学素子およびｘ線回折装置 |
-
1998
- 1998-06-11 JP JP17800598A patent/JPH11352297A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011506929A (ja) * | 2007-12-07 | 2011-03-03 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 光学装置を用いた多重エネルギ・イメージング・システム及び方法 |
| JP2016085232A (ja) * | 2016-02-15 | 2016-05-19 | 株式会社島津製作所 | ポリキャピラリー光学素子およびｘ線回折装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20050104 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050307 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050607 |