用語解説集
1. 電子状態・化学状態・局所構造の解析（分光法）
XAFS / XAS（X線吸収微細構造 / X線吸収分光法）
X線のエネルギーを変化させながら吸収量を測る手法です。得られる領域によって以下の2つに大別されます。
- XANES（ゼインズ）: 吸収端近挙の領域。注目する元素の「価数（酸化状態）」や「化学結合」がわかります。
- EXAFS（イグザフス）: 吸収端より高エネルギー側の広い領域。注目する元素の「周りにどんな原子が何個、どのくらいの距離で存在するか（局所構造）」が精密にわかります。
XAFS / XASの測定モード（検出法）
XAFS測定では、X線を照射した後に「何（透過光、電子、蛍光）」を数えるかによって、得られる情報の深さや精度が変わります。
透過法（Transmission Method）
- 原理: 試料を通り抜けてきた（透過した）X線の強さを直接測ります。
- わかること: 試料全体の「平均的な情報（バルク情報）」です。最も標準的で精度の高いデータが得られます。
- 注意点: X線が適度に通り抜ける必要があるため、試料を「薄く、均一に」加工する必要があります。厚すぎたりムラがあったりすると、正しいデータが取れません。
全電子収量法（TEY: Total Electron Yield）
- 原理: X線を当てた際、試料から飛び出してくる「全ての電子」を、試料に流れる電流として計測します（試料電流法）。
- わかること: 表面から数nm（ナノメートル）程度の極めて浅い領域の情報です。
- 特徴: 軟X線領域で非常によく使われます。感度が高い反面、表面の汚れや酸化の影響を強く受けるため、サンプルクリーニングが重要です。
部分電子収量法（PEY: Partial Electron Yield）
- 原理: 飛び出してくる電子のうち、特定のエネルギーを持つ電子（または一定以上のエネルギーを持つ電子）だけを選別して計測します。
- わかること: 全電子収量法（TEY）よりもさらに表面の特定の状態を強調して見ることができます。
- 特徴: バックグラウンド（ノイズ）となる低エネルギーの二次電子をカットすることで、S/N比（信号の鮮明さ）を向上させたり、より表面感度を高めたりすることが可能です。
蛍光収量法（FY: Fluorescence Yield）
- 原理: X線を吸収した後に放出される「蛍光X線」の強さを測ります。
- わかること: 表面から数百nm〜数μm（マイクロメートル）程度の、比較的深い領域の情報です。
- 特徴: 電子収量法に比べて「少し深い内部」を見ることができます。また、真空中でなくても測定しやすいため、大気中やガス雰囲気下でのその場観察（オペランド測定）にも適しています。
NanoTerasuの特徴:
- BL08W: テンダー〜硬X線領域の本格的なEXAFS解析（原子間距離の算出など）に最適化されています。
- BL08U / BL14U: 軽元素や遷移金属の表面化学状態（XANES）の観察に強みがあります。
XPS / ESCA（X線光電子分光法）
X線を照射して飛び出す「光電子」を測ります。表面（数nm）の元素の種類と結合状態がわかります。
- AP-XPS: ガス雰囲気下で測定。触媒反応中などの「その場観察」が可能。
- HAXPES: 硬X線により、物質内部（数十nm）の電子状態を非破壊で調査。
- Nano-ESCA: ナノサイズに絞ったX線で、微小領域の化学状態を可視化。
XRF（蛍光X線分析）
X線を当てたときに出る元素固有の光を測ります。元素の種類と分布（マッピング）がわかります。
- 特徴: BL08WではXRDと組み合わせ、構造と元素分布の同時評価が可能です。
ARPES（角度分解光電子分光法）
光電子が飛び出す「角度」と「エネルギー」を測ります。物質内の電子の動きやすさ（バンド構造）がわかります。
RIXS（共鳴非弾性X線散乱）
散乱される光のエネルギー変化を精密に測ります。スピンや軌道の励起など、極めて低いエネルギーの電子状態を解剖します。
2. 磁気特性の解析
XMCD（X線磁気円二色性）
左右の円偏光X線を用い、吸収の差を測定します。
- わかること: 特定の元素の「磁石としての性質（スピン・軌道モーメント）」。
- 手法: 顕微観察による磁気ドメイン（磁区）画像、または非集光による平均的な磁性評価。
3. 結晶構造・ナノ構造の解析（回折・散乱法）
XRD（X線回折）
結晶によるX線の跳ね返り現象を利用します。原子配列や物質の結晶形態（相同定）を調べます。
⚠️ BL08Wに関する注意: 本装置は粉末回折計＋XRFの構成です。残留応力の測定には対応していません。
SAXS / WAXS（小角 / 広角X線散乱）
透過・散乱されるX線の広がりの角度を測ります。
- SAXS: ナノサイズ（粒径、空隙、自己組織化構造）の評価。
- WAXS: 原子・分子レベルの規則性（分子配向、凝集状態）の評価。
4. 形態・3Dイメージング（コヒーレント解析）
CT（X線コンピュータ断層撮影）
多方向からの透過画像から3D構造を再構築します。3D形状、空孔・き裂、不均一混合、破壊プロセスがわかります。
- コヒーレンスの利用: BL09W（白色）およびBL10U（単色）は、光の干渉性（コヒーレンス）を利用することで、従来のX線CTでは見えにくかった「密度差が小さな複雑構造」も鮮明に可視化できます。
STXM / SXM（走査型透過 / 走査型X線顕微鏡）
集光したX線でスキャンし、ナノスケールの元素分布や化学結合状態を画像化（顕微分光）します。
5. ナノ構造 / 立体構造（アドバンスト手法）
Ptychography（タイコグラフィ）
散乱パターンから計算で画像を復元するレンズレスイメージングです。
- わかること: X線顕微鏡の物理的限界を超えた、最高で数ナノメートル単位の極限解像度による内部構造の可視化。時間はかかりますが、NanoTerasuで不規則な3D構造の可視化では、最も空間解像度が高い手法になります。（アドバンスト測定）