蛍光X線ホログラフィーへの活用を目指す高分解能なX線二次元検出器の開発

本研究は、高エネルギー分解能なX線二次元検出器を開発し、材料中のドーパントの価数ごとの原子配列を蛍光X線ホログラフィーで可視化することを目的とする。開発を目指すX線二次元検出器の構造を要約すると、蛍光X線を直接分光せず光電子に変換して光電子分光の電子エネルギー分析器で観測することで、エネルギー分解能を飛躍的に向上させ二次元検出を可能にするものである。硬X線エネルギー領域の蛍光X線分析を達成するために、電源や真空チャンバーも整えることができたが、現在、光電子分析器内のエネルギー分析を行う金属メッシュの開発が遅延している。高い形状精度が求められる部品なため時間を要しているが、メッシュを整形するための治具形状を検討し製作を進めている。並行して本技術の実証実験を兼ねて、既にSPring-8 BL25SUで運用されている阻止電場型エネルギー分析器(RFA)を応用することで、スピネル型鉄酸化物の軟X線領域での蛍光X線角度分布の測定を行った。SPring-8 BL25SUのRFAは、現在開発中のX線二次元検出器のベースとした実験装置である。この分析器を利用してメッシュを透過した蛍光X線の広角角度分布の測定に成功し、X線検出器の装置構成でエネルギー分析することが可能であることを実証できた。またグラフェン上に金を蒸着した金透過膜を製作する技術開発を行った。次回の放射光実験でエネルギー分析された明瞭なX線角度分布を測定できることが期待される。

本研究は、高エネルギー分解能なX線二次元検出器を開発し、材料中のドーパントの価数ごとの原子配列を蛍光X線ホログラフィーで可視化することを目的とする。開発を目指すX線二次元検出器の構造を要約すると、蛍光X線を直接分光せず光電子に変換して光電子分光の電子エネルギー分析器で観測することで、エネルギー分解能を飛躍的に向上させ二次元検出を可能にするものである。硬X線エネルギー領域の蛍光X線分析を達成するために、電源や真空チャンバーも整えることができたが、現在、光電子分析器内のエネルギー分析を行う金属メッシュの開発が遅延している。高い形状精度が求められる部品なため時間を要しているが、メッシュを整形するための治具形状を検討し製作を進めている。並行して本技術の実証実験を兼ねて、既にSPring-8 BL25SUで運用されている阻止電場型エネルギー分析器(RFA)を応用することで、スピネル型鉄酸化物の軟X線領域での蛍光X線角度分布の測定を行った。SPring-8 BL25SUのRFAは、現在開発中のX線二次元検出器のベースとした実験装置である。この分析器を利用してメッシュを透過した蛍光X線の広角角度分布の測定に成功し、X線検出器の装置構成でエネルギー分析することが可能であることを実証できた。またグラフェン上に金を蒸着した金透過膜を製作する技術開発を行った。次回の放射光実験でエネルギー分析された明瞭なX線角度分布を測定できることが期待される。