BL14U

主な測定法

軟X線吸収分光 (XAS)
軟X線磁気円二色性分光 (XMCD)
軟X線イメージングSXM, STXM （アドバンスト測定）

概要

BL14Uは200～1400 eVの軟X線を利用するビームラインです。ツインヘリカルアンジュレータによって、左右円偏光を１分以下の短時間で切り替えることが可能です。分光器としては、円筒ミラーと不等間隔刻線平面回折格子を組み合わせた定偏角型を採用しており、フレネルゾーンプレート光学系によってΦ100 nm以下に集光されたナノビームを利用できます。

実験装置として、軟X線磁気円二色性（XMCD）の測定機能を備えた軟X線イメージング（SXM）装置が配置されています。軟X線イメージングの計測方法としては透過法と全電子収量法に対応しています。金属薄膜の成膜やイオンミリングによる表面清浄化などの前処理も可能です。このSXMを用いることで、様々な物質の元素や化学状態の分布をサブミクロンスケールで可視化することが可能です。さらにXMCD測定を組み合わせることで、きわめて高感度に物質の磁気特性を調べることができるようになります。
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BL14UのSTXM装置の上流側に新しく非集光XAFS測定装置を導入します。STXM装置には導入していなかった蛍光収量法による測定が可能です。全電子収量法や透過法にも対応しており、表面とバルク両方の情報から材料の化学状態を調べることができます。また、試料ホルダーは一度に8つまで導入することができ、座標の移動やXAS測定を自動で行うことが可能です。

ビーム特性

エネルギー・非集光のビームの場合 : 200～1400 eV
・集光のビームの場合 : 400～1200 eV の利用に適しています。
※400 eV以下でも測定できる場合がありますが、特に、炭素K吸収端近傍では光学素子の汚染等の理由により、入射軟X線強度が顕著に低下します。
フラックス非集光のビーム条件の場合 : > 3 x 10¹² photons/s
集光のビーム条件の場合 : > 3 x 10⁹ photons/s
(いずれも計算値であり、エネルギーや実験条件に依存します)
ビームサイズ非集光のビーム条件の場合 : Φ数100 μm(スリット開口条件に依存します)
集光のビーム条件の場合 : Φ100 nm以下

光源と光学系

33極・周期長56 mmの磁石列をタンデム配置させたツインヘリカルアンジュレータを光源とし、回折格子分光器で単色化した軟Ｘ線ビームが利用可能です。
分光器の上流と下流にそれぞれスリットがあり、エネルギー分解能の調整や、走査型イメージングにおける仮想光源として利用できます。

実験ステーション

＜STXM装置＞

測定法透過法・全電子収量法
試料サイズ最大10 mm x 10 mm（厚みは数mm）
試料について 透過法： 軟X線を透過できる程度の薄片試料（~1 μm以下）
全電子収量法： 観察対象が表面から5 nm以内に存在する導電性固体。絶縁性の場合は金属蒸着が必要。
磁場環境光軸と平行に最大8 T