BL08W-XAFS
INFORMATION
主な測定法
- テンダーＸ線XAFS
- 硬Ｘ線XAFS
※クイックスキャン（透過法）および高温セルを用いた測定が可能となっております
概要
二結晶分光器を用いて、テンダーX線から硬Ｘ線領域のXAFS測定を行うビームラインです。
硬Ｘ線測定においては試料環境を変化させつつ測定するin-situ測定が可能です。
【ビームライン紹介動画（YouTube）】
※上記動画資料は2025年10月時点のものです。 一部の技術情報は更新されている場合がありますのでご注意ください。
ビーム特性
- エネルギー 2.1～13[keV]
- フラックス 1.8～21x1010[photons/s] （下図参照）
- ビームサイズ 100ミクロン程度（予想値）
- 露光時間上限 50秒
ハッチの大きさ
約12.5m（光軸方向） x 約4m（幅） x 約4m（高さ）
光源と光学系
5極マルチポールウィグラーを光源として、液体窒素冷却シリコン二結晶分光器で分光し、テンダー領域から硬Ｘ線領域の単色Ｘ線を得ている。
集光はベントシリンドカルミラーで行い、さらに実験ハッチ内に高波長除去用の二枚組ミラーを有する。
実験ステーション
【テンダーＸ線XAFS計測装置】（およそ4keV以下で使用）
真空チャンバー
- 測定手法：部分蛍光法、全電子収量法（同時測定可能）
- 測定雰囲気：高真空（10-6[Pa]程度）
- 真空引き時間：20～60分程度
サンプルプレート
トランスファーベッセル（ICF70）
【硬Ｘ線XAFS計測装置】（およそ4keV以上で使用）
イオンチャンバー, 4素子シリコンドリフト検出器
- 測定手法：透過法、部分蛍光法（同時測定可能）
- 測定雰囲気：大気
- 電離ガス：N2, N2+Ar
転換電子チャンバー
- 測定手法：転換電子収量法、部分蛍光法（同時測定可能）
- 測定雰囲気：He
- 試料に導電性が必要
高温セル
- 測定手法：透過法、部分蛍光法（同時測定可能）
- 測定雰囲気：大気、各種ガス
- サンプルサイズ：φ10mm、厚さ1mm以内
- 測定可能温度：最高600℃
- 冷却所要時間：1時間程度（600℃→40℃）
検出器
- 4素子シリコンドリフト検出器（テクノエーピー社製 XSDD50-04GR）
- イオンチェンバー（応用光研社製 S-1194B1, S-1196B1）
- 転換電子収量検出器（Heガス使用）
※近年Heボンベの入手が困難となっております。Heボンベが空になった際は、使用できなくなる可能性がございます。
レイアウト
透過法を用いたXAFS測定
図. 透過法を用いて測定したZnOのEXAFSスペクトル
- 測定試料ZnOペレット
- 測定元素Zn K-edge
- 測定手法透過法
- 測定雰囲気大気
- 露光時間0.1秒
- 測定範囲~k15
- 測定時間約710秒
図. 透過法(Quick Scan)を用いて測定した銅箔のEXAFSスペクトル
- 測定試料銅箔
- 測定元素Cu K-edge
- 測定手法透過法(Quick Scan)
- 測定雰囲気大気
- 露光時間0.012秒
- 測定範囲~k15
- 測定時間約75秒
図. 透過法を用いて測定したMnO2のEXAFSスペクトル
- 測定試料MnO2ペレット
- 測定元素Mn K-edge
- 測定手法透過法
- 測定雰囲気大気
- 露光時間0.1秒
- 測定範囲~k16
- 測定時間約950秒
図. 透過法を用いて測定したTiO2のEXAFSスペクトル
- 測定試料TiO2ペレット
- 測定元素Ti K-edge
- 測定手法透過法
- 測定雰囲気大気
- 露光時間0.1秒
- 測定範囲~k16
- 測定時間約950秒
部分蛍光収量法(PFY)を用いたXAFS測定
図. 部分蛍光収量法を用いて測定したAgOのXANESスペクトル
- 測定試料AgO粉末
- 測定元素Ag L3-edge
- 測定手法部分蛍光収量法
- 測定雰囲気真空
- 露光時間1秒
- 測定範囲~k6
- 測定時間約850秒
図. 部分蛍光収量法を用いて測定したK2SO4のXANESスペクトル
- 測定試料K2SO4粉末
- 測定元素S K-edge
- 測定手法部分蛍光収量法
- 測定雰囲気真空
- 露光時間1秒
- 測定範囲~k6
- 測定時間約850秒
図. 部分蛍光収量法を用いて測定したFePO4のXANESスペクトル
- 測定試料FePO4粉末
- 測定元素P K-edge
- 測定手法部分蛍光収量法
- 測定雰囲気真空
- 露光時間1秒
- 測定範囲~k6
- 測定時間約850秒
転換電子収量法(CEY)を用いたXAFS測定
図. 転換電子収量法を用いて測定した鋼材中のMnのXANESスペクトル
- 測定試料鋼材
- 測定元素Mn K-edge
- 測定手法転換電子収量法
- 測定雰囲気He
- 露光時間1秒
- 測定範囲~k6
- 測定時間約680秒
図. 転換電子収量法を用いて測定した銅箔のXANESスペクトル
- 測定試料銅箔
- 測定元素Cu K-edge
- 測定手法転換電子収量法
- 測定雰囲気He
- 露光時間1秒
- 測定範囲~k6
- 測定時間約680秒
測定時間の目安
測定時間計算式
(Pre-edge部step数 + XANES部step数 + EXAFS部step数(step数 * (測定k値 - XANES部分のk値)))
* (露光時間 + 分光結晶移動時間( 1.0 秒～、エネルギー帯により変化))
測定時間計算例
- 露光時間 : 0.1 秒
- 分光結晶移動時間 : 1.0 秒
- 測定 : K16
- XANES(～K4) : 250 step
- その他 : 30 step
測定時間 = (30+250+30*(K16 - K4))*(0.1+1.0) ⇒ 704 秒程度
サンプル例
粉体
透過法・部分蛍光法・全電子収量法・転換電子収量法向け
ペレット
透過法向け
液体
透過法・部分蛍光法向け
薄膜・バルク等
部分蛍光法・全電子収量法・転換電子収量法向け