超微量元素の蛍光X線ホログラフィー

超痕量元素的荧光X射线全息术

基本信息

批准号：
11750703
负责人：
林好一
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tohoku University (2000)Kyoto University (1999)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

蛍光X線ホログラフィーは、特定の元素のまわりの3次元原子配置を一義的に決定できる新しい構造解析法である。しかしながら、試料から放出される蛍光X線中に含まれる信号が微弱であるため、その測定が非常に困難であるといった問題点があった。その解決策として、従来より高S/N比でホログラム信号が得られる新しいホログラムの測定手法を考案し、その実行可能性を評価するために計算機シュミレーションを行った。結果、ホログラムパターンは約2倍のコントラストが得られ、フーリエ変換して得られる原子像に関しても2倍の強度が得られた。今後、実際の実験を行う必要があるが、シュミレーションの結果は非常に有望である。また、ドーパントであるガリウムヒ素中の亜鉛の局所構造解析を蛍光X線ホログラフィーによって行った。実験は、放射光実験施設SPring8のビームラインBL10XUにて行った。検出器には多素子SSDを用い広い立体角・高カウントレートで蛍光X線を検出し、約12時間でホログラムの測定を行った。9.7keVと10.0keVの入射X線を用い、2つの波長でホログラムの測定を行った。得られたホログラムパターンをフーリエ変換することにより、非常に鮮明な原子像が得られた。この原子像の結果より、亜鉛原子がガリウムのサイトに置換されていることが分かった。また、1波長のホログラフィーでは双画像と呼ばれるやっかいな問題がある。これは、再生像中の本来の原子に対して、必ず点対称な位置に虚像の原子が浮かび上がるというものである。この双画像問題は多波長のホログラムを記録することによって解決されることが提唱されているが、これを蛍光X線ホログラフィーにおいて初めて実験的に確認した。また、本年度においては、Si中のヒ素・SiGe単結晶等の機能材料の測定も行っている。今だ、原子像等の解析には至っていないが、ホログラムパターンは鮮明に得られている。

X射线荧光全息图是一种新的结构分析方法，可以明确确定特定元素周围的三维原子布置。但是，存在一个问题，即从样品中发出的荧光X射线中包含的信号很弱，因此很难对其进行测量。作为一种解决方案，设计了一种测量可以以较高S/N比获得全息图信号的新方法，并进行了计算机模拟以评估其生存能力。结果，全息图模式大约是对比度的两倍，并且还获得了通过傅立叶变换获得的原子图像的强度。尽管将来需要进行实际的实验，但模拟结果非常有前途。此外，通过X射线荧光全息图进行了砷掺杂胆汁中锌的局部结构分析。该实验是在Spring8的Beamine BL10XU上进行的，Spring8是一种同步辐射实验设施。将多元素SSD用作检测器，以宽的实体角度和高计数速率检测荧光X射线，并在大约12小时内进行全息图测量。使用9.7 KEV和10.0 KEV的入射X射线在两个波长下进行全息图测量。所得的全息图模式进行傅立叶变换，以获得非常清晰的原子图像。该原子图像的结果表明，锌原子已被凝固位置代替。此外，一个波长的全息图提出了一个麻烦的问题，称为双图像。这意味着虚拟图像的原子始终出现在重生图像中的原子相对位置。已经提出，可以通过记录多波长全息图来解决这个双图像问题，但这首先在X射线荧光全息图中实验证实。此外，在今年，还测量了SI中的砷和SIGE单晶等功能材料。尽管目前尚未分析原子图像，但已清楚地获得了全息图。