JPH076928B2 - 電磁線回折装置 - Google Patents
電磁線回折装置Info
- Publication number
- JPH076928B2 JPH076928B2 JP62060815A JP6081587A JPH076928B2 JP H076928 B2 JPH076928 B2 JP H076928B2 JP 62060815 A JP62060815 A JP 62060815A JP 6081587 A JP6081587 A JP 6081587A JP H076928 B2 JPH076928 B2 JP H076928B2
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- Japan
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- rays
- ray
- incident
- degrees
- electromagnetic wave
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁線回折装置に関し、特にＸ線などの電磁
波の入射線束に密接して配置されることを特徴とする半
導体検出器などの電磁波検出器を備えた電磁線回折装置
に関する。
波の入射線束に密接して配置されることを特徴とする半
導体検出器などの電磁波検出器を備えた電磁線回折装置
に関する。
従来、三次元格子である天然の結晶の格子定数ａの測定
には、例えば、銅の特性Ｘ線（波長λ＝0.15405980nm）
を特定の格子面間隔ｄの回折面で回折させ、その回折角
θを精度良く測るという方法で行ってきた。その１例と
してBond法があるが、その測定精度はよくても精度を△
d/dとして１×10-7であった。なお、△ｄはｄの測定誤
差を示す。
には、例えば、銅の特性Ｘ線（波長λ＝0.15405980nm）
を特定の格子面間隔ｄの回折面で回折させ、その回折角
θを精度良く測るという方法で行ってきた。その１例と
してBond法があるが、その測定精度はよくても精度を△
d/dとして１×10-7であった。なお、△ｄはｄの測定誤
差を示す。
上述の回折の関係は2dsin θ＝n λでみられるように、
波長λさえ任意の値がとれるならば、回折角θが90度近
くで最も高精度な格子面間隔ｄが測定できることを示し
ている。しかし、物質定数である特定波長λを持つ特性
Ｘ線と、決まった格子面間隔ｄの結晶の回折面を使うの
で、必ずしも回折角θは90度近くで測定できないという
重大な制約があった。
波長λさえ任意の値がとれるならば、回折角θが90度近
くで最も高精度な格子面間隔ｄが測定できることを示し
ている。しかし、物質定数である特定波長λを持つ特性
Ｘ線と、決まった格子面間隔ｄの結晶の回折面を使うの
で、必ずしも回折角θは90度近くで測定できないという
重大な制約があった。
本発明は、上述の欠点を除去し、従来一般的に不可能で
あった90度近くの回折角を高精度で測定可能な電磁線回
折装置を提供することを目的とする。
あった90度近くの回折角を高精度で測定可能な電磁線回
折装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、シンクロトロン
放射光の様な高輝度な連続した波長を持つ白色Ｘ線を発
生する白色Ｘ線発生手段と、測定すべき格子定数をもつ
格子型試料の格子面で90度近くの回折を起こす特定波長
のＸ線を前記白色Ｘ線から選択するモノクロメーター
と、該モノクロメーターからの前記特定波長の入射Ｘ線
を通すピンホール型コリメーターと、該ピンホール型コ
リメーターに密接して配設され、該ピンホール型コリメ
ーターを通った前記特定波長の入射Ｘ線が前記格子型試
料によって90度近い回折角で回折した回折電磁波を検出
する位置敏感型電磁波検出手段と、を具備したことを特
徴とする。
放射光の様な高輝度な連続した波長を持つ白色Ｘ線を発
生する白色Ｘ線発生手段と、測定すべき格子定数をもつ
格子型試料の格子面で90度近くの回折を起こす特定波長
のＸ線を前記白色Ｘ線から選択するモノクロメーター
と、該モノクロメーターからの前記特定波長の入射Ｘ線
を通すピンホール型コリメーターと、該ピンホール型コ
リメーターに密接して配設され、該ピンホール型コリメ
ーターを通った前記特定波長の入射Ｘ線が前記格子型試
料によって90度近い回折角で回折した回折電磁波を検出
する位置敏感型電磁波検出手段と、を具備したことを特
徴とする。
本発明では、入射電磁波（Ｘ線）の波長を試料の回折面
間隔ｄに応じてモノクロメータで任意に選んで90度近く
の回折角を作り、その回折Ｘ線を極めて微少に入射線に
密接した位置敏感型の電磁波検出器で受光検出する。
間隔ｄに応じてモノクロメータで任意に選んで90度近く
の回折角を作り、その回折Ｘ線を極めて微少に入射線に
密接した位置敏感型の電磁波検出器で受光検出する。
このように、本発明によれば、回折角が90度近くで精度
よく測定できるので、格子間隔を高精度で測定すること
ができる。すなわち、本発明によれば、結晶の格子定数
のある参照値からのずれを従来の方法による結果に対し
て、例えば１桁も高精度で測ることができる。
よく測定できるので、格子間隔を高精度で測定すること
ができる。すなわち、本発明によれば、結晶の格子定数
のある参照値からのずれを従来の方法による結果に対し
て、例えば１桁も高精度で測ることができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は、本発明の一実施例の構成を示す。本図におい
て、シンクロトロン放射光の様な高輝度な連続した波長
を持つ強力な白色Ｘ線源１から放射された白色Ｘ線２
は、適切なモノクロメーター、好ましくは４結晶モノク
ロメーター３で分光されて、測定すべき格子定数をもつ
試料結晶（格子型試料）６の格子面で90度近くの回折を
起こす特定波長λのＸ線（単色Ｘ線）４になる。このＸ
線４は、ピンホール型コリメーター５で平行線束にされ
て、試料結晶６に入射する。上記４結晶モノクロメータ
ー３は１個のGe単結晶からチャネルカットで切り出され
たもの２組ででき、この（440）反射を使って発散角が
５秒程度の入射Ｘ線が得られ、またそのことによってプ
ラス，マイナス反射の両方で鋭い回折線ピークが得られ
る。上記ピンホール型コリメーター３の先端口径は1mm
程度で充分である。
て、シンクロトロン放射光の様な高輝度な連続した波長
を持つ強力な白色Ｘ線源１から放射された白色Ｘ線２
は、適切なモノクロメーター、好ましくは４結晶モノク
ロメーター３で分光されて、測定すべき格子定数をもつ
試料結晶（格子型試料）６の格子面で90度近くの回折を
起こす特定波長λのＸ線（単色Ｘ線）４になる。このＸ
線４は、ピンホール型コリメーター５で平行線束にされ
て、試料結晶６に入射する。上記４結晶モノクロメータ
ー３は１個のGe単結晶からチャネルカットで切り出され
たもの２組ででき、この（440）反射を使って発散角が
５秒程度の入射Ｘ線が得られ、またそのことによってプ
ラス，マイナス反射の両方で鋭い回折線ピークが得られ
る。上記ピンホール型コリメーター３の先端口径は1mm
程度で充分である。
この試料結晶６をその結晶の回折面に含まれている回転
軸（試料回転軸）９の周りで回転させれば、その回折面
で回折された回折Ｘ線７は入射Ｘ線４の光軸に密接して
光軸と直角方向に設置された固体電磁波検出器８に入射
する。その入射位置は例えばマルチチャンネルアナライ
ザ11で出力表示される。その際、試料結晶６での回折角
θが、丁度90度近くにするには、モノクロメーター３の
入射Ｘ線４とのなす角度（モノクロメーター回折角）10
を調節して、Ｘ線４の波長λを適当に変えることによっ
てできる。上記固体電磁波検出器８は、湾曲形状の位置
敏感型電磁波検出器であり、試料結晶４の回転軸を中心
とした半径をその回転軸と検出器８の表面の距離による
弧の一部とする。
軸（試料回転軸）９の周りで回転させれば、その回折面
で回折された回折Ｘ線７は入射Ｘ線４の光軸に密接して
光軸と直角方向に設置された固体電磁波検出器８に入射
する。その入射位置は例えばマルチチャンネルアナライ
ザ11で出力表示される。その際、試料結晶６での回折角
θが、丁度90度近くにするには、モノクロメーター３の
入射Ｘ線４とのなす角度（モノクロメーター回折角）10
を調節して、Ｘ線４の波長λを適当に変えることによっ
てできる。上記固体電磁波検出器８は、湾曲形状の位置
敏感型電磁波検出器であり、試料結晶４の回転軸を中心
とした半径をその回転軸と検出器８の表面の距離による
弧の一部とする。
上記のように、シンクロトロン放射光の様な高輝度な連
続した波長を持つ白色Ｘ線２を使用しているので、格子
定数に合わせた波長を選択できる。この波長の選択は上
記の様にモノクロメーター３の角度を調整することによ
って得ることができる。また、ピンホール型コリメータ
ー３と位置敏感型電磁波検出器８を使って、半導体検出
素子に密接して入射Ｘ線の通路を作っているので、死角
は2mm以下に限定できる。したがって、ブラッグ角は89.
8度は取れることとなる。ブラッグ角が89.8度取れる場
合には87.5度に比べてブラッグ角の決定精度が同じ１秒
である場合、下記のように１桁以上の精度で格子定数を
決定できる（この時の波長は1.98892Aを使った）。
続した波長を持つ白色Ｘ線２を使用しているので、格子
定数に合わせた波長を選択できる。この波長の選択は上
記の様にモノクロメーター３の角度を調整することによ
って得ることができる。また、ピンホール型コリメータ
ー３と位置敏感型電磁波検出器８を使って、半導体検出
素子に密接して入射Ｘ線の通路を作っているので、死角
は2mm以下に限定できる。したがって、ブラッグ角は89.
8度は取れることとなる。ブラッグ角が89.8度取れる場
合には87.5度に比べてブラッグ角の決定精度が同じ１秒
である場合、下記のように１桁以上の精度で格子定数を
決定できる（この時の波長は1.98892Aを使った）。
ブラッグ角 １秒変化での格子定数の変化（Δｄ） 87.5度 1.9×10-7A 89.8度 1.5×10-8A このように、回折Ｘ線をできるだけブラッグ角の90度近
くで捕らえるので、格子定数を非常に高精度で測定でき
る。
くで捕らえるので、格子定数を非常に高精度で測定でき
る。
第２図は上述の固体電磁波検出器８の検出面側の構成例
を示す。本図に示すように、上述のＸ線４はコリメータ
ー５を通り、紙面に垂直で手前方向に入射Ｘ線４が通る
穴状の通路12を通って、紙面手前に置いてある試料結晶
６（第１図参照）に入射する。この試料結晶６で回折さ
れた回折Ｘ線７（第１図参照）は、通路12に密接した一
次元の位置敏感型半導体検出器群（センサアレー）14の
例えば15或は16の地点に入射しその入射地点が正確に検
出される。
を示す。本図に示すように、上述のＸ線４はコリメータ
ー５を通り、紙面に垂直で手前方向に入射Ｘ線４が通る
穴状の通路12を通って、紙面手前に置いてある試料結晶
６（第１図参照）に入射する。この試料結晶６で回折さ
れた回折Ｘ線７（第１図参照）は、通路12に密接した一
次元の位置敏感型半導体検出器群（センサアレー）14の
例えば15或は16の地点に入射しその入射地点が正確に検
出される。
この様な電磁波検出器８を第１図の様にＸ線回折装置に
配置すれば、電磁波検出器８と回転軸９との間の距離、
モノクロメーター３と入射Ｘ線４とのなす角度10を固定
することによって、試料結晶６の格子面間隔ｄに近い値
ｄ±△ｄを有する異なった試料結晶の格子面間隔を相対
的に精度よく測ることができる。
配置すれば、電磁波検出器８と回転軸９との間の距離、
モノクロメーター３と入射Ｘ線４とのなす角度10を固定
することによって、試料結晶６の格子面間隔ｄに近い値
ｄ±△ｄを有する異なった試料結晶の格子面間隔を相対
的に精度よく測ることができる。
現在、位置分解能がほぼ10μｍという比較的高分解能の
位置敏感型半導体検出器が提供されているので、例え
ば、入射Ｘ線４の線幅を、0.1mmにし、電磁波検出器８
と回転軸９の距離を400mmにし、回線Ｘ線７の半値幅が
角度にしてせいぜい10秒であれば、89.95度程度の回折
角が採れ、測定精度を△d/dとして５×10-8の精度で測
定することが可能となる。
位置敏感型半導体検出器が提供されているので、例え
ば、入射Ｘ線４の線幅を、0.1mmにし、電磁波検出器８
と回転軸９の距離を400mmにし、回線Ｘ線７の半値幅が
角度にしてせいぜい10秒であれば、89.95度程度の回折
角が採れ、測定精度を△d/dとして５×10-8の精度で測
定することが可能となる。
なお、上述の本実施例ではＸ線による回折装置を例示し
たが、本発明はこれに限定されず、例えば、電子線又は
中性子線による回折装置にも適用できる。
たが、本発明はこれに限定されず、例えば、電子線又は
中性子線による回折装置にも適用できる。
更に、電磁波検出器８についても第３図に示すように、
上述の穴状の通路12の代りに間隙状の通路16を設け、そ
の通路16の周辺に検出器群14を配置してもよい。
上述の穴状の通路12の代りに間隙状の通路16を設け、そ
の通路16の周辺に検出器群14を配置してもよい。
以上説明したように、本発明によれば、シンクロトロン
放射光の様な高輝度な連続した波長を持つ白色Ｘ線を使
用し、かつピンホール型コリメーターと位置敏感型電磁
波検出器を使って半導体検出素子に密接して入射Ｘ線の
通路を作ることで、従来は一般的に不可能であった90度
近くの回折角を入射線に密接した位置敏感型検出器で精
度よく測れるようにしたので、結晶の格子定数のある参
照値からのずれを従来の方法による結果に対して１桁も
高精度で測ることが可能となる高精度な電磁線回折装置
が得られる。
放射光の様な高輝度な連続した波長を持つ白色Ｘ線を使
用し、かつピンホール型コリメーターと位置敏感型電磁
波検出器を使って半導体検出素子に密接して入射Ｘ線の
通路を作ることで、従来は一般的に不可能であった90度
近くの回折角を入射線に密接した位置敏感型検出器で精
度よく測れるようにしたので、結晶の格子定数のある参
照値からのずれを従来の方法による結果に対して１桁も
高精度で測ることが可能となる高精度な電磁線回折装置
が得られる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の電磁線回折装置の一実施例の構成を示
す平面図、 第２図は第１図の検出器部分の詳細な正面図、 第３図は第１図の検出器部分の他の実施例の正面図であ
る。 １……Ｘ線源、 ２……白色Ｘ線、 ３……モノクロメータ、 ４……単色Ｘ線（入射Ｘ線）、 ５……コリメーター、 ６……試料、 ７……回折Ｘ線、 ８……位置敏感型電磁波検出器、 ９……試料回転軸、 10……モノクロメーター回折角、 11……マルチ チャンネル アナライザ、 12……入射Ｘ線の穴状の通路、 14……一次元位置敏感型半導体検出器群、 15,16……回折Ｘ線の検出器への入射点、 17……入射Ｘ線の間隙状の通路。
す平面図、 第２図は第１図の検出器部分の詳細な正面図、 第３図は第１図の検出器部分の他の実施例の正面図であ
る。 １……Ｘ線源、 ２……白色Ｘ線、 ３……モノクロメータ、 ４……単色Ｘ線（入射Ｘ線）、 ５……コリメーター、 ６……試料、 ７……回折Ｘ線、 ８……位置敏感型電磁波検出器、 ９……試料回転軸、 10……モノクロメーター回折角、 11……マルチ チャンネル アナライザ、 12……入射Ｘ線の穴状の通路、 14……一次元位置敏感型半導体検出器群、 15,16……回折Ｘ線の検出器への入射点、 17……入射Ｘ線の間隙状の通路。
Claims (1)
- 【請求項１】シンクロトロン放射光の様な高輝度な連続
した波長を持つ白色Ｘ線を発生する白色Ｘ線発生手段
と、 測定すべき格子定数をもつ格子型試料の格子面で90度近
くの回折を起こす特定波長のＸ線を前記白色Ｘ線から選
択するモノクロメーターと、 該モノクロメーターからの前記特定波長の入射Ｘ線を通
すピンホール型コリメーターと、 該ピンホール型コリメーターに密接して配設され、該ピ
ンホール型コリメーターを通った前記特定波長の入射Ｘ
線が前記格子型試料によって90度近い回折角で回折した
回折電磁波を検出する位置敏感型電磁波検出手段と、 を具備したことを特徴とする電磁線回折装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62060815A JPH076928B2 (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | 電磁線回折装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62060815A JPH076928B2 (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | 電磁線回折装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63225159A JPS63225159A (ja) | 1988-09-20 |
| JPH076928B2 true JPH076928B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=13153224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62060815A Expired - Lifetime JPH076928B2 (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | 電磁線回折装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076928B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5126280B2 (ja) * | 1972-07-05 | 1976-08-05 | ||
| JPS61178650A (ja) * | 1985-02-05 | 1986-08-11 | Rigaku Denki Kk | 微小部ｘ線回折装置 |
-
1987
- 1987-03-16 JP JP62060815A patent/JPH076928B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63225159A (ja) | 1988-09-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |