挑戦中

通常の実験室・分析室において
通常の光源１コで
単色光・連続光のマイクロビームや平行ビームを自在に作成し、 様々なＸ線分析法の高度化と複合化を比較的安価に実現する！

様々なＸ線照射分析と必要条件

1、試料にＸ線を照射する主な分析法

蛍光Ｘ線分析　ＸＲＦ（X-ray Fluorescence Analysis）

試料に連続Ｘ線を照射して、試料から発生する試料元素特有の特性Ｘ線を検出して
試料を構成する元素の定性分析定量分析を行う

Ｘ線回折　ＸＲＤ（X‐ray diffraction）

試料に単色Ｘ線を照射して、試料の結晶構造に対応した回折Ｘ線を検出して
構造解析を行う。原理上は単色平行光が必要

Ｘ線光電子分光　ＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy）

試料に単色光を照射して、試料を構成する元素から発生する光電子を検出して、
試料極表面の元素分析や状態分析を行う。ＡℓのＫ線が良く使われるが、ＣｒのＫ線なども使われるようになっている

Ｘ線吸収端微細構造　ＸＡＦＳ（X-ray absorption fine structure）

試料に単色光のエネルギーを僅かずつ変えながら順次照射していくと、構成元素による吸収（吸収端）により、吸収スペクトルが生じる。この吸収端付近の微細構造は構成元素の電子構造等が反映しており、精密な状態分析が可能である

2、照射X線の必要条件

蛍光Ｘ線分析　ＸＲＦ

• 定性・定量分析のためには連続Ｘ線が必須
• 平行光である必要はない
• 微小部分析のためには、連続Ｘ線のマイクロビーム
• 特定元素に限定の微小部分析なら、その元素の励起エネルギー単色光のマイクロビームでも可能であるが、定性は要注意、定量分析の精度も低い

Ｘ線回折　ＸＲＤ

• 原理上は平行光が必須であるが、点光源の場合は、薄膜試料や粉末試料を球面・円筒面上にセットすることにより可能
• 微小部分析のためには、平行単色マイクロビーム

Ｘ線光電子分光　ＸＰＳ

• 単色光が必須
• 平行光である必要はない
• 微小部分析のためには、単色マイクロビーム

Ｘ線吸収微細構造　ＸＡＦＳ

• 単色光のエネルギー走査が必須
• 平行光である必要はない
• 微小部分析のためには単色マイクロビームで、なお且つエネルギー走査

3、Ｘ線マイクロビーム

Ｘ線は、その波長が原子間距離程度であるため、可視光のように、屈折・反射を利用したマイクロビーム化が困難である。いろいろな工夫をしてマイクロビーム化が図られており、詳細が学振141委員会編「マイクロビームアナリシス・ハンドブック」のⅠ章1.2.3Ｘ線集光（朝倉書店2014）に記述されている。

様々な集光技術の中で、よく用いられているのが、MCX（Multi Capillary X-ray Lens マルチキャピラリーＸ線レンズ）とFZP（Fresnel Zoon Plate フレネルレンズ）である。MCXは単色光も連続光も効率よく絞れる（収率20～30％）が、最小径は高々10μm程度である。

また、入射光が発散光でも平行光でも、製作が可能である。一方、FZPは１μm～0.1μm以下に絞ることが出来るが収率は良くない（数％以下）し、受光面は高々0.3mm径である。また、入射光がほぼ完全な平行である必要がある。さらにまた、FZPの大きな問題は入射Ｘ線の波長／エネルギー毎に焦点距離が異なることである。MCXは全ての波長／エネルギーで焦点距離は同じである。

4、Ｘ線平行ビーム

Ｘ線の発生は多くの場合、発散光である。このため、単色平行光を作成するには特別な湾曲を有した結晶が必要である。連続光の平行化は非常に困難で、複雑な湾曲・平板結晶の組合せと精密機構が必要であるが、この場合も連続光を順次単色化して、平行光を得るのであって、連続光自体を平行化するのはほとんど不可能である。

他方、放射光と言われる大掛かりの装置では、その原理上、Ｘ線発生源からかなり離れた位置では平行光が得られる。しかし、放射光施設は巨大であり、非常に高価であるため、一般の実験室・分析室での利用は不可能である。

副島の発明のストレートＭＣにより(特許6430208)、単色光のみならず連続光でも安価で簡便な平行ビームが得られるようになった（平行度：1/10000）