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主な測定法

  • 【標準測定】
  • 軟X線吸収分光 (XAS)
  • 軟X線光電子分光 (XPS) ※AP-XPS装置を利用(要事前相談)
  • 【アドバンスト測定】
  • 雰囲気光電子分光 (AP-XPS)
  • オペランド軟X線吸収微細構造 (operando SX-XAFS)
  • 軟X線吸収・蛍光・共鳴イメージング (SAFARI ※開発中)

概要

BL08Uは180~2100 eVの軟X線を利用して、試料の電子状態解析を行うビームラインです。APPLE-II型の楕円偏光アンジュレータが使用されており、水平・鉛直直線偏光や左右円偏光による測定が可能な設計となっています。偏角および発散角のエネルギー依存性のない光学系を採用しているため、高エネルギー分解能での軟X線分光測定が可能です。また今後、高フラックスモードでの走査型イメージングが可能となる予定です。

実験装置として、上流側に軟X線吸収分光(XAS)装置、下流側に雰囲気軟X線光電子分光(AP-XPS)装置が配置されており、試料の化学状態を分析できます。試料上のスポットサイズは、XAS装置では 1 mm(縦) × 1 mm(横)、AP-XPS装置では 30 μm(縦) × 80 μm(横)です。標準測定では、超高真空(10-7 Pa)でのXASおよびXPS測定を実施できます。アドバンスト測定では、0.1 気圧から 1.0 気圧(H2、N2等)までの雰囲気制御したXPS測定を実施でき、試料温度を室温から500℃まで調整できます。

ビーム特性

  • エネルギー 180~2100 eV

BL08U-XAS測定可能元素一覧

180 eV — 2100 eV (軟X線領域)
K吸収端
5
B
ホウ素
188 eV
6
C
炭素
284 eV
7
N
窒素
409 eV
8
O
酸素
543 eV
9
F
フッ素
696 eV
11
Na
ナトリウム
1070 eV
12
Mg
マグネシウム
1303 eV
13
Al
アルミニウム
1559 eV
14
Si
ケイ素
1838 eV
L2,3吸収端
17
Cl
塩素
200 eV
19
K
カリウム
295 eV
20
Ca
カルシウム
347 eV
21
Sc
スカンジウム
401 eV
22
Ti
チタン
457 eV
23
V
バナジウム
515 eV
24
Cr
クロム
578 eV
25
Mn
マンガン
644 eV
26
Fe
713 eV
27
Co
コバルト
785 eV
28
Ni
ニッケル
861 eV
29
Cu
942 eV
30
Zn
亜鉛
1033 eV
31
Ga
ガリウム
1130 eV
32
Ge
ゲルマニウム
1232 eV
33
As
ヒ素
1341 eV
34
Se
セレン
1454 eV
35
Br
臭素
1572 eV
37
Rb
ルビジウム
1834 eV
38
Sr
ストロンチウム
1973 eV
  • フラックス 下図の通り(エネルギーや実験条件に依存する)
  • ビームサイズ XAS:1 mm(縦) × 1 mm(横) 非集光
    XPS:30 µm(縦) × 80 µm(横)

光源と光学系

光源は71極・周期長56 mmのAPPLE-II型アンジュレータであり、軟X線ビームは回折格子分光器によって単色化されています。
分光器の下流にスリットがあり、スポットサイズや光量の調整が可能です。
また走査型イメージングにおける仮想光源としても利用します。

実験ステーション

    標準測定
  • XAS
  • 測定法 全電子収量法(TEY)および部分蛍光収量法(PFY)の同時測定
  • 試料 最大で14 mm(縦) × 12 mm(横) × 5 mm(厚み)
    TEY:表面に敏感な計測 < 5 nm (絶縁性試料は要相談)
    PFY:TEYよりも表面に鈍感な計測 < 100 nm (絶縁性試料にも適応可能)
    XASサンプルプレート ※BL09Uと同じ仕様です。
  • 測定時間 試料挿入から真空引き完了まで約40分(粉末試料等の場合は長引く可能性あり)
    1スペクトル約7-15分(エネルギー範囲、刻み幅による)
    測定終了から大気開放まで約30分
  • その他 試料を動かしながら測定(スキャン測定)可能
    (大気非暴露用)トランスファーベッセル使用可能
    トランスファーベッセル ※BL09Uと同じ仕様です。
    トランスファーベッセルをご利用いただくことで大気非暴露下での測定が可能です。
    ご利用を希望される場合は利用申し込み時にその旨を併せてご記載ください。

  • アドバンスト測定
  • AP-XPS
  • 試料 最大で 11 mm(縦) × 11 mm(横)
    観察対象が表面から 2 nm以内に存在する導電性固体
  • 測定時間 試料挿入から真空引き完了まで約2時間(粉末試料等の場合は長引く可能性あり)
    1スペクトル約15分(エネルギー範囲、刻み幅による)
    測定終了から大気開放まで約30分

測定までの流れ(標準測定)

・XAS
・AP-XPS