(57)【要約】　　　（修正有）【課題】スリットサイズを、本発明で指定した範囲内に設定することにより、原子動径分布関数測定用、及び、異常散乱Ｘ線回折用の、Ｘ線回折装置の測定精度を高めること。【解決手段】Ｘ線の回折条件は、回折を起こす、試験片内の、Ａｉ原子及びＡｊ原子を結ぶボンドベクトルｒｉｊのｙ方向成分ｒｉｊｙのみならず、ｘ方向の成分ｒｉｊｘとも関係する。特にｘ方向の成分の寄与は、二乗の関係にあり、極めて重要である。この原理に基づいて、実用上、高い精度が得られる、スリットサイズを決定した。【選択図】　図１
2004003879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｈ×ｗの辺からなる矩形形状の穴を有し、０．０１ｍｍ≦ｈ≦０．３ｍｍ、０．０１ｍｍ≦ｗ≦０．５ｍｍ、及び、０．５≦ｗ／ｈ≦２の寸法範囲の、各種の、例えば、原子動径分布関数測定用、Ｘ線ホログラフィ用、及び、Ｘ線異常散乱回折用等の、Ｘ線回折装置用スリット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アモルファス即ち非晶質、液体、準結晶等の非結晶材料、及び、結晶体材料の原子動径分布関数、並びに、その他の非晶質構造、及び、結晶構造を、精密に測定するために使用する、Ｘ線回折装置用スリットの形状、及び、サイズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、放射光を用いて、アモルファス即ち非晶質、液体、準結晶等の非結晶材料、及び、結晶体材料の原子動径分布関数を測定するとき、矩形形状の穴の一辺ｈが、約０．１ｍｍ、及び、他の一辺ｗが、３ｍｍ〜６ｍｍからなるＸ線回折用スリットを使用していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＸ線回折装置用スリットの形状及びサイズでは、目的とする原子動径分布関数、或いは、結晶構造を精確に測定することができなかった。
【０００４】
本発明は、例えば、原子動径分布関数測定用、Ｘ線ホログラフィ用、及び、Ｘ線異常散乱回折用等の、Ｘ線回折法により、非結晶材料、及び、結晶体材料の原子構造を決定する際に、Ｘ線スリットの形状及びサイズと、測定精度との関係を精確に計算する計算式を導出し、その計算式に基づき、非晶質材料、及び、結晶体材料の原子動径分布関数、及び、ホログラフィ像を、高精度で測定可能な、Ｘ線スリットの穴の形状、及び、サイズを決定することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、Ｘ線スリットの穴の形状及びサイズと、測定精度との関係を精確に計算する計算式を導出し、期待する精度を得るために必要なＸ線スリットの穴の形状及びサイズを決定した。
【０００６】
［原理］　式の座標系を、右手系で、次のように設定する。すなわち、ｘ軸、及び、ｙ軸は、ｚ軸をＸ線の進行方向として、ｚ軸に直角で、水平方向、及び、垂直方向に、それぞれ、設定する。Ａｉ原子とＡｊ原子によって回折されたＸ線は、ミクロ的な光路差（ｙ方向成分）とマクロ的な光路差（ｘ方向成分）の和で表される全光路差δｉｊが、Ｘ線波長λの整数ｎ倍のとき、強まり、端数のとき弱められる。δｉｊは、次ぎの［数１］によって表される。なお、ｚ方向の光路差は、ｘ及びｙ方向成分の光路差よりも、数桁小さく、無視できる。
【０００７】
【数１】
2004003879.tif 000003
ここで、ｒｉｊｙは、Ａｉ原子とＡｊ原子をむすぶ、ボンドベクトルｒｉｊのｙ軸成分、ｒｉｊｘ及びｒｉｊｘｅｆｆは、ｒｉｊｘ＝ｒｉｘ＋ｒｊｘ及びｒｉｊｘｅｆｆ＝ｒｉｘ−ｒｊｘを表す。前記式中の、ｒｉｘ及びｒｊｘは、試験片中の原点から、Ａｉ原子及びＡｊ原子までの距離のｘ成分をそれぞれ表し、ｈは、Ｘ線スリットのｙ方向の幅、Ｌ２は、Ｘ線スリットと試験片間の距離、θは、試験片表面となすＸ線の入射角、並びに、Ｋは、次ぎの［数２］で表される、装置によって定まる定数である。
【０００８】
【数２】
2004003879.tif 000004
ここで、Ｌ１は、Ｘ線源と試験片との間の距離、Ｌ３は、試験片とＸ線検出器間の距離である。前記［数１］の右辺の第２項は、ｒｉｊｘ＝ｒｉｊｘｅｆｆのとき最大値ｒｉｊｘ２をとる。一方、前記［数１］の右辺の第２項は、ｒｉｊｘｅｆｆ＝０、即ち、ｒｉｘ＝ｒｊｘのとき最小値零をとり、右辺の第２項の寄与は無視できる。［数１］の右辺の第２項の寄与は、一般的に、前記、ｒｉｘ、ｒｊｘ、及び、原点Ｏの相対的な関係で決まり、前記の最大値と零との間になる。
【０００９】
Ｘ線の入射角をθとするとき、試験片からＬ２の距離に設置した、幅ｈのスリットを通過するＸ線は、［数３］で表される、ｒｉｊｙの位置の、ｄｒｉｊｙの範囲にある、原子Ａｉ、及び、原子Ａｊによって回折される。
【数３】
2004003879.tif 000005
同様に、Ｘ線の入射角をθとするとき、試験片からＬ２の距離に設置した、幅ｈのスリットを通過するＸ線は、［数４］及び［数５］で表す、ｒｉｘ及びｒｉｊｙ、並びに、ｒｊｘ及びｒｉｊｙの位置の、ｄｒｉｘ、並びに、ｄｒｊｘの範囲にある、原子Ａｉ、及び、原子Ａｊによって、それぞれ回折される。
【数４】
2004003879.tif 000006
【数５】
2004003879.tif 000007
【００１０】
【発明の実施の形態】
前記のように、θ回りの精度は、ｒｉｊｙのみならず、ｒｉｊｘとも関係する。従って、使用するスリットのｙ方向の寸法ｈだけでなく、ｘ方向の寸法ｗも、重要となる。このことは、前記［０００６］に示す、計算された基本［原理］に基づき、本発明で明らかにされたことである。全く誤差を含まない、ｒｉｊｘの大きさ、即ち、スリットの幅は、約０．２５ミクロンメーターと、極めて小さくなる。しかし、実際には、［０００８］に記載したように、［数１］の第２項の寄与は、前記の最大値よりも小さく、即ち、スリットの幅は、前記０．２５ミクロンメーターよりも大きくなる。実用上、スリットのサイズは、［請求項１］に記載した範囲が、適切である。高精度で、各種のＸ線回折データを得るためには、前記のように、使用するスリットのｘ方向、及び、ｙ方向のサイズが重要である。
【００１１】
【実施例】
［実施例１］　加速電圧２．５ＧＶ、電子の速度ｖ＝　０．９９９９９９９７９ｃ（ｃは光速度）の条件下で、ベンド曲率半径Ｒ＝８．６６ｍの高真空の電子蓄積リングから、放射光Ｘ線を取り出し、幅ｗ及び高さｈが、それぞれ、０．１ｍｍ、及び、０．１ｍｍのスリットを使用し、アモルファス合金の回折実験を行った。精度の高い動径分布関数が得られた。
【００１２】
［実施例２］　加速電圧３０ｋＶ、電流２００ｍＡの回転式衝突型Ｘ線発生装置を使用し、幅ｗ及び高さｈが、それぞれ、０．２ｍｍ、及び、０．２ｍｍのスリットを設置し、結晶体合金のＸ線ホログラフィ像を得た。精度の高いホログラフィ像が得られた。
【００１３】
［実施例３］　　加速電圧２．５ＧＶ、電子の速度ｖ＝　０．９９９９９９９７９ｃ（ｃは光速度）の条件下で、ベンド曲率半径Ｒ＝８．６６ｍの高真空の電子蓄積リングから、放射光Ｘ線を取り出し、幅ｗ及び高さｈを、それぞれ、０．３ｍｍ、及び、０．３ｍｍに設定したスリットを使用し、液体合金の異常散乱回折実験を行った。精度の高い、特定原子周りの動径分布関数が得られた。
【発明の効果】
本発明は、Ｘ線回折装置の構造、及び、各種Ｘ線発生器の特徴を基に、回折時の精度に関する原理を明らかにして、計算した結果を用いて、誤差が少なくなるスリットを製作したので、十分精度の高いＸ線回折データ及びＸ線ホログラフィ像が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】スリットの幅ｗ、及び、高さｈを、可変できるスリットの構造例を示す。
【符号の説明】
ｗ：スリットの幅
ｈ：スリットの高さ
Ｘ１：スリットの位置
【図１】
2004003879.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年4月3日(2003.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｈ×ｗの辺からなる矩形形状の穴を有し、０．０１ｍｍ≦ｈ≦０．３ｍｍ、０．０１ｍｍ≦ｗ≦０．５ｍｍ、及び、０．５≦ｗ／ｈ≦２の寸法範囲の、各種の、例えば、原子動径分布関数測定用、及び、Ｘ線異常散乱回折用等の、Ｘ線回折装置用スリット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明は、例えば、原子動径分布関数測定用、及び、Ｘ線異常散乱回折用等の、Ｘ線回折法により、非結晶材料、及び、結晶体材料の原子構造を決定する際に、Ｘ線スリットの形状及びサイズと、測定精度との関係を精確に計算する計算式を導出し、その計算式に基づき、非晶質材料、及び、結晶体材料の原子動径分布関数を、高精度で測定可能な、Ｘ線スリットの穴の形状、及び、サイズを決定することを目的としている。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【数２】
2004003879.tif 000009
ここで、Ｌ３は、試験片とＸ線検出器間の距離である。前記［数１］の右辺の第２項は、ｒｉｊｘ＝ｒｉｊｘｅｆｆのとき最大値ｒｉｊｘ２をとる。一方、前記［数１］の右辺の第２項は、ｒｉｊｘｅｆｆ＝０、即ち、ｒｉｘ＝ｒｊｘのとき最小値零をとり、右辺の第２項の寄与は無視できる。［数１］の右辺の第２項の寄与は、一般的に、前記、ｒｉｘ、ｒｊｘ、及び、原点Ｏの相対的な関係で決まり、前記の最大値と零との間になる。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【発明の実施の形態】
前記のように、θ回りの精度は、ｒｉｊｙのみならず、ｒｉｊｘとも関係する。従って、使用するスリットのｙ方向の寸法ｈだけでなく、ｘ方向の寸法ｗも、重要となる。このことは、前記［０００６］に示す、計算された基本［原理］に基づき、本発明で明らかにされたことである。誤差を少ししか含まない、ｒｉｊｘの大きさ、即ち、スリットの幅は、約０．２５ミクロンメーターと、極めて小さくなる。しかし、実際には、［０００８］に記載したように、［数１］の第２項の寄与は、前記の最大値よりも小さく、即ち、スリットの幅は、前記０．２５ミクロンメーターよりも大きくなる。実用上、スリットのサイズは、請求項１に記載した範囲が、適切である。高精度で、各種のＸ線回折データを得るためには、前記のように、使用するスリットのｘ方向、及び、ｙ方向のサイズが重要である。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
［実施例２］　　加速電圧２．５ＧＶ、電子の速度ｖ＝　０．９９９９９９９７９ｃ（ｃは光速度）の条件下で、高真空電子蓄積リング中の曲率半径Ｒ＝８．６６ｍを有するベンドから、放射光Ｘ線を取り出し、幅ｗ及び高さｈを、それぞれ、０．３ｍｍ、及び、０．３ｍｍに設定したスリットを使用し、液体合金の異常散乱回折実験を行った。精度の高い、特定原子周りの動径分布関数が得られた。
【発明の効果】
本発明は、Ｘ線回折装置の構造、及び、各種Ｘ線発生器の特徴を基に、回折時の精度に関する原理を明らかにして、計算した結果を用いて、誤差が少なくなるスリットを製作したので、十分精度の高いＸ線回折データが得られた。




【手続補正書】
【提出日】平成15年8月12日(2003.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｈ×ｗの辺からなる矩形形状の穴を有し、０．０１ｍｍ≦ｈ≦０．３ｍｍ、０．０１ｍｍ≦ｗ≦０．５ｍｍ、及び、０．５≦ｗ／ｈ≦２の寸法範囲の、原子動径分布関数測定用、及び、異常散乱Ｘ線回折用の、Ｘ線回折装置用スリット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明は、原子動径分布関数測定用Ｘ線回折法、及び、異常散乱Ｘ線回折法により、非結晶材料、及び、結晶体材料の原子構造を決定する際に、Ｘ線スリットの形状およびサイズと、測定精度との関係を精確に計算する計算式を導出し、その計算式に基づき、非晶質材料、及び、結晶体材料の原子動径分布関数を、高精度で測定可能な、Ｘ線スリットの穴の形状、及び、サイズを決定することを目的としている。