JPH0735706A - Ｘ線導管光学系による薄膜ｘ線回折装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｘ線を浅い角度で入射させても、回折Ｘ線を
十分な強度で測定し得る薄膜Ｘ線回折装置を提供する。 【構成】 Ｘ線を所定の角度で試料表面に入射し、試料
表面から出る２次Ｘ線を検出器で検出し、試料の構造或
いは組成を調べて同定を行うためのＸ線回折装置におい
て、薄膜試料(２)又は試料表面の一定の面積から出る２
次Ｘ線(３)のうちから特定な角度の平行な２次Ｘ線だけ
を選択的に検出するＸ線導管からなる光学系(４)を、試
料(２)と検出器(５)の間に配置したことを特徴としてい
る複数本のＸ線導管を束ねた光学系である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ線回折装置に関し、特
に薄膜の構造や組成を同定するのに適したＸ線回折装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】材料の合成や製品の製造過程において、
性能向上や品質管理などのために物質の構造や組成を知
る必要がある。そのための測定装置として様々な機器が
用いられるが、Ｘ線回折装置は構造を知るために多くの
分野で利用されている。特に薄膜材料や表面を利用した
材料は、新しい機能を持つ材料として研究開発が進めら
れており、構造や組成を調べることが非常に重要にな
り、Ｘ線回折装置を利用する大きな分野となっている。

【０００３】従来の粉末Ｘ線回折装置は、ゼーマン・ボ
ーリン型光学系を用いているので、試料をθ回転する間
に検出器を２θ回転させている。そのため、一般には回
折角度(θ)が大きくなるに従い、Ｘ線の照射面積は小さ
くなる。薄膜や表面を調べようとする場合には、回折Ｘ
線強度が弱いので、Ｘ線を表面に広く入射するようにθ
を浅く固定し、検出器だけを回転させて測定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、薄膜の材料や
物質の表面の構造を調べようとするときに、表面からの
回折Ｘ線の強度を増加させるためにθを固定してＸ線を
浅い角度で入射させるが、そのためにゼーマン・ボーリ
ンの光学系の条件が満たされず、高角の回折Ｘ線(２次
Ｘ線)は検出器の位置に焦点を結ばない。したがって、
回折Ｘ線のピークは広がり、角度精度が悪くなるという
問題点があった。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決し、Ｘ線を浅
い角度で入射させても、回折Ｘ線を十分な強度で測定し
得る薄膜Ｘ線回折装置を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
には、平行なＸ線だけを効率良く検出する必要があるこ
とに鑑みて、本発明者は、ある特定の面積から出る平行
なＸ線を取り出すためにＸ線導管(ＸＧＴ)を束ねて平行
Ｘ線束フィルタとして使用するＸ線光学系を見い出し、
本発明をなしたものである。

【０００７】

【作用】以下に本発明を更に詳細に説明する。

【０００８】Ｘ線導管はガラス管の内壁を全反射を利用
してＸ線を導くので、ガラス管における浅い臨界角を満
たすような、ほぼ平行なＸ線だけを導くことができるの
で、これを利用したＸ線導管光学系を用いることによ
り、薄膜試料などの回折Ｘ線を十分な強度で測定でき
る。Ｘ線導管光学系を用いた薄膜Ｘ線回折装置の作用は
次のとおりである。

【０００９】図１は本発明のＸ線光学系の原理図であ
る。まず、Ｘ線源から発生したＸ線(１)を平行なビーム
として試料(２)の表面に非常に浅い角度で入射させる。
試料は薄膜或いは物質表面の一定の面積である。試料か
らの回折Ｘ線(３)は、その持つエネルギーにより、様々
な方向へ出ていくが、Ｘ線導管を束ねたＸ線導管光学系
(４)を特定の角度に設置することにより、試料表面全体
からこの方向へ出てくるＸ線だけを検出器(５)により選
択的に検出することができる。すなわち、この光学系に
よれば、通常のＸ線回折計に比べて強い強度の回折Ｘ線
を測定できる。この時、検出器にエネルギー分解能を持
つ固体検出器を用いると、複数の回折Ｘ線の検出がで
き、また、蛍光Ｘ線により組成に関する情報も得られ
る。

【００１０】次に本発明の実施例を示す。

【００１１】

【実施例】

【００１２】図２に本発明のＸ線導管光学系による薄膜
Ｘ線回折装置を縦型ゴニオメータで構成した例を示す。

【００１３】Ｘ線源(７)で発生したＸ線(１)は、ゴニオ
メータ(６)の中心に配置した薄膜試料(２)に浅い角度で
入射する。試料表面全体で回折された特定の平行なＸ線
はすべて、ゴニオメータ(６)の２θ軸に取付けられたＸ
線導管光学系(４)を通り検出器(５)で測定される。この
時、他の方向へ回折をしているＸ線はＸ線導管光学系を
通過できないので、検出されない。

【００１４】Ｘ線源には通常のＸ線源の他に放射光など
も利用できる。また、試料への入射Ｘ線に対しても、必
要に応じて、ソーラースリットや同様のＸ線導管光学系
を用いることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
薄膜試料表面全体からの平行な回折Ｘ線だけを効率良く
捕らえることができ、異なる回折角のＸ線を遮断できる
ので、従来の通常の粉末Ｘ線回折装置よりも強度が強
く、角度精度が高い測定が可能となり、特に薄膜試料に
対して有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線光学系の原理図である。

【図２】本発明のＸ線導管光学系による薄膜Ｘ線回折装
置を縦型ゴニオメータで構成した例を示す図である。

【符号の説明】

１ 入射Ｘ線 ２ 試料 ３ 回折Ｘ線 ４ Ｘ線導管光学系 ５ 検出器 ６ ゴニオメータ ７ Ｘ線源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線を所定の角度で試料表面に入射し、
   試料表面から出る２次Ｘ線を検出器で検出し、試料の構
   造或いは組成を調べて同定を行うためのＸ線回折装置に
   おいて、薄膜試料又は試料表面の一定の面積から出る２
   次Ｘ線のうちから特定な角度の平行な２次Ｘ線だけを選
   択的に検出するＸ線導管からなる光学系を、試料と検出
   器の間に配置したことを特徴とする薄膜Ｘ線回折装置。
2. 【請求項２】 複数本のＸ線導管を束ねた光学系である
   請求項１に記載の装置。