高速光電子分光測定システム
南部英

高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所研究機関研究員〒3050801 茨城県つくば市大穂 11

要旨

光電子分光法（PES ）は物質の占有電子状態を調べる強力な手法であり，広くいろいろな研究に適応されている。PES の唯一といってよいかもしれない欠点は，比較的に測定時間がかかることであるが最近欧米の第三世代光源を中心に高速光電子分光法の開発が進められている。これは通常数分から数十分を要する光電子分光スペクトルの測定時間を数秒あるいは秒以下に短縮する手法であり，表面化学反応の追跡や多量の測定を必要とするコンビナトリアル試料の分析に威力を発揮すると考えられる。アメリカ ALS の超高速電子検出器の開発計画ではこの測定時間を最終的には100 m秒程度までに短縮することを目標にしている。本稿では ALS の例を中心にドイツ，イタリアでも進められている高速光電子分光システムの開発を紹介し，ALS で測定された高速 X 線光電子回折の実験結果も簡単に紹介する。

1. はじめに

超高速電子検出器開発プロジェクトを中心に，高速光電子分光法開発の現状とその応用の可能性について報告させて

光 電 子 分 光 法 （ photoemission spectroscopy; PES ） はいただく。

物質の占有電子状態を調べる最も強力な実験手法であり，放射光施設でも広く行われている実験手法の一つである。
励起光エネルギーが紫外領域の実験手法は UPS (ultravio-2. 第三世代放射光源と高速光電子分光法の意義

let photoemission spectroscopy) と呼ばれ，（軟) X 線領域の場合は XPS (x-ray photoemission spectroscopy) とも呼ここで，本稿で用いる“高速測定”と“連続測定”の定ばれる。特に XPS の場合は原子核に強く束縛された内殻義を簡単にさせていただく。

電子の励起による元素選択的な測定が可能である点が強力“高速現象”追跡のための最も強力な方法論は Pumpな特徴のひとつである。また，光イオン化断面積と電子のand Probe methods であり，これを PES に応用する試み

非弾性散乱平均自由行程の関係から， PES で用いられるも行われている2) 。しかし Fig. 1 に示すように Pump and

励起光は主に VUV～軟 X 線領域が主であり，原則的に表Probe では一回の現象のある特定のタイミングのみを測る

面敏感な手法として捉えられてきたが，最近は硬 X 線をことしかできず，ある現象の始めから終わりまでを記録す

励 起 光 と し た 表 面 鈍 感 PES の 開 発 も 急 激 に 進 ん で おるには Fig. 1 に示したようにタイミングをずらした測定をり1)，今後もその重要性が衰えるとは考えにくい。

何 度 も 繰 り 返 す 必 要 が あ る 。 こ の 意 味 で ， Pump andPES によって得られる情報は豊富であり，物質中の電Probe では連続測定は（基本的に）不可能である。本稿で子の束縛エネルギー，状態密度，さらに元素濃度等が決定

取り上げる高速測定法は測定系のデータ取得速度を上げるでき，これらを用いて巨大磁気抵抗物質高温超電導物質の物性研究，新規機能性物質や半導体デバイスの評価，さらに表面元素分析など非常に多岐に応用されている。このように PES は非常に有用であるが，あえて欠点を探すと測定に比較 的時間を要 することが 挙げられる 。例えば

XPS は表面反応追跡および速度論的表面反応解析によく適していると考えられるが，ひとつのスペクトルを測定するのに要する時間は短くて数分， 10 ～ 20 分程度かかるのが普通で，これは一般的な表面反応の時間スケールにくらべて著しく長い。このため， XPS による表面反応追跡はあまり行われていない。しかし，近年の第三世代放射光源の登場で状況が変りつつある。本稿では ALS で進行中のFig. 1Illustrated diŠerence between pump and prove method andfast continuous measurements.

28 ● 放射光 Jan. 2005 Vol.18 No.1
(C) 2005 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research

実験技術 ■ 高速光電子分光測定システム

ことで，ある現象のはじめから終わりまでの一連の過程をOMICRON 社製のアナライザー（Omicron EA 125 U7

高速かつ連続に測定することを目指した実験技術である。

HR ）と同社製プログラムを用い，1 ポイントのデータ取このような高速光電子分光測定を行う意義はなにか

得時間を 10 m 秒にまで短縮して，高速な電位の掃引と同まずひとつは PES をプローブとして表面（あるいは固体期させることでスペクトルを数秒程度で取得可能なシステ内部）での動的過程のリアルタイム観測の実現可能性にあムを開発している。実際に報告されているデータとしてる 。 し か し ， MCP 等 を 用 い て 電 子 を 増 幅 す る 過 程 のは，清浄 Pt ( 111 )面上への CO 分子の吸着過程を C の 1s

pulse pair resolution time 等を考慮すると，あまり早い現領域の PES 連続測定で観測している。このときの PES は象を追うのは難しく，現実的には表面化学反応過程の追跡分解能～ 10 meV 程度，エネルギー幅 6 ～ 10 eV で 1 スペが時間スケール的に適当なターゲットになりうるだろう。

クトルの測定にかかる時間は 3 秒である。この 3 秒毎測

先にも述べたように，元素選択性，化学シフトによる化学定を400 秒にわたって続けることで，吸着量が増えるに従種の決定能力，信号強度と化学種存在量の直線的関係等のい CO の吸着サイトが変化する過程を観測している。1 ポ

PES の特徴は速度論的反応解析には理想的であるが，測イントのデータ取得時間を10 m 秒以下に設定することも定時間がボトルネックとなりこれまであまり反応追跡は試可能であるが，エレクトロニクス，およびソフトウェア的みられていない。この高速化が進んでこなかった要因は主な制約からスペクトル取得時間全体の短縮にはつながらなに高速測定に特化した測定装置の欠如によるのだが，光源いとしている。この手法では，高分解能のスペクトルが得側にもその一端を求めることができる。つまり，スペクトられる反面，エネルギー掃引が不可欠であり，高速化にはル取得時間（カメラの露光時間に相当）が短くなれば信号自ずと限界がある。

量は取得時間に比例して少なくなる。よって短時間に十分

後者は半球型電子分光器を使うことを前提にした方法でな強度の信号強度を得るためには，装置の観測領域に光子あり，具体的には Scienta 社の SES200 シリーズ等で用い束を集中し，なるべく多くの電子を効率よく観測する必要られている手法で，半球型電子分光器の出射スリットを省がある。第 2 世代までの放射光源はこの要請を満たす性

き，位置敏感型多チャンネル電子検出器を用いることで，能はなく，そのためあまり検出システムの高速化の必要性スリット面上に結像しているある運動エネルギー幅の電子も顧みられなかった。しかし，光子束を小さな面積に集中像を一気に取り込む方法である。半球分光器の性質上，電させることが可能な第 3 世代光源の登場が状況を変え，子像のエネルギー幅はパスエネルギーに比例し，たとえばそこから得られる強力な X 線の活用法の 1 つとして高速

SES200 の場合パスエネルギーの 6 ～ 7 のエネルギー幅電子検出システムの開発が進められている（本稿で紹介すを持った電子像が出射スリット面上に結像する4)。この手る 3 件の研究例は全て欧米の第 3 世代放射光源を中心に法を用いると，分光器の電位を掃引することなくある幅の進行している）。また，もう 1 つの意義としては実験を効運動エネルギーを持った電子を一気に取り込むことができ

率 的 に 行 え る こ と に あ る 。 光 電 子 回 折 （ Photoelectron

る，つまり電位の掃引なしにスペクトルの“スナップショDiŠraction）実験やコンビナトリアル手法による試料の評ット測定”ができる。つまり，半球型電子分光器では“出価等には時に数百から数千の XPS 測定を必要とする。こ射面上で検出される電子の位置”～“電子の運動エネルギのような実験にとっても， PES の高速化は重要な意味をー”となっていることを利用する。また，分光器内で分光持つことは間違いない。

されているのにもかかわらず，一般の単チャンネル型の測定では測定されない電子も測定しているので，実験全体の3. 高 速 光 電 子 分 光 法 の 開 発 1 （ BESSY &Elettra）効率があがることも期待できる。この方法で得られるスペクトルのエネルギー分解能は入射スリット等で決まる分光器そのものの分解能と位置敏感型検出器の位置分解能で決高速光電子分光を実現するための代表的なアプローチとまる。さらに，時間分解能は検出器のスペクトル読み取りしては 1. 電子分光器の掃引速度を上げる。 2. 半球型電子時間だけで決まってしまう。前述の SES200 シリーズで分光器を用いたスナップショット測定を用いる。の二つがは，MCP ，蛍光スクリーン，CCD カメラを組み合わせた考えられ，それぞれについて開発が進められている。

2 次元型検出器が用いられているが，元来高速測定用には前者は一般的な PES 測定システムの単純な高速化であ作られていないので，スペクトル取得時間を 1 秒以下にり，電位の掃引速度とそれに同期するデータ取得速度を上設定することは可能でも，測定間のデッドタイムが長く連げればよい。一般に PES ではエネルギー掃引は二つの電続測定には向いていない。

極間の電位を決める直流電源の電位を走査することで行わ以上に述べたように，この方法における時間分解能は位れるから，電位を決める直流電源の電位の掃引を高速に行置敏感型検出器の性能で決まる。イタリアの第三世代放射うエレクトロニクスとその掃引に同期してデータを取得す

光源 Elettra のグループは 96 チャンネルの櫛形アノードるソフトウェアの改良が必要となる。この方法ではドイツを持った 1 次元位置敏感検出器を独自に開発し，スペクBESSYII のグループが先行している3) 。このグループはトルの高速測定を行っている。この検出器は MCP とその放射光 Jan. 2005 Vol.18 No.1 ● 29

下にアルミナ上に金を蒸着した櫛型電極から構成されている。 96 本の電極はそれぞれが 0.32 mm の幅を持ち， 0.15mm の間隔で平行に並んでおり，1 本 1 本が電子の検出電極として働く。各電極はそれぞれ検出器が固定されているフランジに取り付けられた電気導入端子に接続されており，フランジにはこのほかにも MCP に電圧をかけるための電極等もあわせて100本の電流導入端子が取り付けられている5)。このグループはこれも独自に開発したダブルパ
ス型の半球型アナライザー6)とこの検出器を組み合わせによってスナップショット法での XPS の測定を行っているが，このとき取得できる PES のエネルギー幅は先にも述べたようにパスエネルギーと電極間の距離で決まり，おおよそ 4 ～10 eV 程度である。さらに高速測定を可能にするために制御測定用ソフトウェアも高速測定に特化したものを独自に開発している。報告されているこのシステムによる連続測定の最高値は 1 スペクトル/0.1秒である。実際のデータは Pt50Rh50 合金上に酸素が吸着した際の表面組成の変化を Pt 4f のサーフェースコアレベルシフトで観測することに成功している7)。

4. 高速光電子分光法の開発 2；
ALS High-Speed Detector8)
さらにこのアプローチを推し進めているのが，アメリカ
バークレーの ALS の C. S. Fadley を中心にするグループである。このグループは 50 mm  768 チャンネルの 1 次元
位置分解能，検出器全体で 2 GHz 程度の信号処理能力，～100 m 秒オーダーの信号読み出し速度等を目標にした検出器を開発している。Fig. 2(a)にデテクターの外観，Fig. 3

Fig. 2

Pictures of ALS High-speed detector (HSD) (a) HSD picture with top-cover and MCPs. Ready for installation. (b)HSD picture without top-cover and MCPs. The collecto
anodes and pairs of ICs are shown.に分解概念図を示す。Fig. 2(b)に示されたように検出器そのものの大きさは直径が 64 mm 程度の円形であり，一般組の電子回路のいずれかのチャンネルに独立に接続されて的な（中型以上の）半球型電子分光器（例えば SES 100）おり，前段の IC （CAFE M ）で増幅，弁別等の信号処理であれば，組み込むことが可能である。この検出器の最大が行われる。この CAFE M の pulse-pair resolution timeの特徴は，768チャンネルの大チャンネル数を持つことと，は 50 ns であり，この値が 1 チャンネル当りの countrate

100 m 秒というこれまでより 3 桁早いスペクトル読み出しの 最 大 値 2 MHz を 決 め て い る 。 こ の CAFE M に 続 い

速度性能であるが，これらは信号処理を行う電子回路の大て，この検出器用に設計開発された後段の IC; BuŠered

部分を検出器本体に収めるというユニークな設計によってMultichannel Counter (BMC) が信号をカウントし，不感達成されている。以下この検出器について解説する。

Fig. 2 (b )にはカバーと MCP をはずした状態の検出器が時間無しに読み出しを可能としている。BMC は各チャン
ネルに BuŠered Counter，programmable control of front-

示されているが，中央部に見えるのが電子検出電極群であ

end gain，threshold，calibration signals があり，データり，その周囲に 6 組の信号処理用の集積回路が配置され転送，通信/命令用のシリアルリンクをもっている。デーている。電子検出アノードはガラス基板上に金線が短辺側タのカウンター長も変更可能であり，最長 24 bits であるに平行に 768 本， 30 mm 幅 18 mm 間隔で蒸着されていが，高速データ拾得のためには最短の 4 bits を用いることて，その 1 本 1 本の金線が電子検出電極(アノード)としで100 m 秒程度でのデータ読み出しが可能となる。ちなみて働く。先に示した Elettra の検出器では，アノード数がに前段の CAFE M は高エネルギー物理実験（ATLAS プ

96 ，アノード間隔は 470 mm である。 MCP によって増幅ロジェクト）用に設計されたものである。このようにしてされた電子は，電子群(雲)となって MCP の下面より飛びBMC でデジタル信号に変換されたデータのみが真空外部した後，この 48 mm 間隔に並んだ768 本の電子検出電極にのコンピュータに送られるというユニークな設計になってよって検出される。各アノードは 128 チャンネルを持つ 6いる。

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実験技術 ■ 高速光電子分光測定システム

ンネルのチャネル数に対して，電流導入端子の数は 14 個に過ぎない。このような設計を可能にしたのは信号処理を真空で行うために専用に設計，開発された電子回路によるところが大きい。
真空内に IC を配置することによって，チャンネル数の大幅な増大は実現されたが，他に重大な問題が発生する。
空気中のように熱源周辺の気体の対流による熱のエスケープが望めない超高真空内では高々 3 ワットの消費電力のIC が発する熱でも致命的となる。また，検出器の大部分はほとんどが金属製（ステンレス）であるが，高電圧をかける必要があるため，いくつかの部品間は電気的に絶縁されている必要がある。つまり，検出器の部品同士は高い熱伝導率を保ちつつ，電気的には絶縁されている箇所を作り出さなくてはいけない。検出器内部の熱源そのものであり，最も熱に弱いのは IC であるが，もともと超高真空内で使用することを前提に開発された IC は実は 150 °
C 程度でも作動する（ノイズは増える）。しかし，各部品の接合に用いられる超高真空対応のギンロウが 150°C程度で軟化することがまず問題となる。実際，テスト段階で熱対策をFig. 3

Exploded view of the detector showing the main elementsthat insure good thermal conductivity and electrical insulation. There is another tin-Kapton-tin layers between the detector housing and the water-cooled-pedestal that is notshow here.

故意に行わないで動作試験を行ったところ 1 時間程度で検出器の温度は150 °Cを超え，その熱で検出器自身を破壊した。このため，Fig. 3 に示された分解図のように超高速検出器にはさまざまな熱対策が施されている。まず第一に台座部分に冷却水を通すことで水冷機構を備えている。まこのような多チャンネル位置敏感型検出器のチャンネルた高電圧がかかる部分との絶縁を取るためにカプトン膜が数（アノード数と同義）は位置分解能を決める重要なファ何箇所使用されているが，カプトンだけでは接触面積が十クターであり，多いに越したことはない（もちろんシステ分ではなく熱伝導率が著しく落ちる。そこで，カプトン膜ム全体のエネルギー分解能は半球型アナライザーそのものの上下に錫の薄膜を配置し接触面積が十分になるように対の分解能にも依存する）。この検出器ように多数の細い金策が施されている。Fig. 3 には示していないが錫―カプト線をガラス基板上に描いたアノードはホログラフィーやエン―錫の膜は先述の台座と検出器本体の間にも用いられ，ッチング技術の発達のおかげで比較的容易に入手できる。

検出器と冷却された台座との熱接触が十分になるように工しかし，チャンネル数の増大に伴って他の問題が生じるこ夫されている。また，部品間の熱接触を十分に取るためにとからこれまでの検出器ではチャンネル数をあまり増やすは部品間をつなぐねじを十分に強く締める必要があるが，ことができなかった。それは，位置敏感な情報は768本のあまり強く締めると絶縁をとるために使用するセラミックアノードのうちのどれで検出されたかによって決まるの製碍子が割れてしまう。そこで， PEAK と呼ばれるプラで，その情報を保持するためには増幅弁別等の処理をアスチック素材で碍子を作り，十分に強くねじを締めても割ノードごとに行わなければならない。これまではこの増幅れないようになっている。更に，検出器内部には温度セン

弁別処理を真空外で行うため，チャンネル数と同数の電サー複数取り付けてあり，常に温度がモニターされてい流導入端子を用いて信号を個別に取り出す必要があった。

る 。 逆 に ， 超 高 真 空 で 用 い る た め に は 100 °C以上でのこのため実際のチャンネル数はこの電流導入端子がいくつBake out に耐えうることが必要であるが，電源を落としフランジに取り付けられるかで決まってしまう。通常アた状態で 120 °C 程度までなら Bake out 可能なことは確認

ノードには高電圧をかける必要（ MCP の引き出し電位とされている。

同程度～ 2 kV ）があるから，フィードスルーも高電圧に耐えうるものである必要がある。先にも述べたように

5. 性能評価と実験結果9)Elettra の検出器ではフランジに100本の電流導入端子が取り付けられている。この欠点を克服するために， ALS のこの ALSHSD の性能評価の結果を示す。Fig. 4(a)は検High Speed Detector では，信号処理のほとんどを超高真出器表面に検出電極と平行な 2 枚のスリット（ 25 mm  8

空内で行う設計になっている。よって，超高真空内からはmm 間隔)を通過した細い UV 光を照射することで得られデジタル化されたデータを取り出すだけであり，768チャた電子像である。照射している UV 光の幅の評価は難し

放射光 Jan. 2005 Vol.18 No.1 ● 31Fig. 4(a) Spatial resolution of the high-speed detector measured
with a UV lamp and a pair of 25 mm slits. (b) Measured
countrate linearity of the HSD using 25 eV electrons and a
MCP voltage of 1.94 kV.
Fig. 5

いが，おおよそ 50 mm ～ 100 mm と見積もられ，得られたMn 2p spectra taken with the HSD in snapshot mode, withthe detector held open for counting over (a) 1 second and(b) 50 ms.

像の半値幅～ 120 mm とよく一致する。電極が細く（ 30mm ），電極どうしの間隔も狭い（18 mm ）ことから電極間での信号の混信が心配されたが，その効果はほとんどなくみ込んで行った利用実験について報告する。この検出器開ほぼ設計値どおりの50 mm 程度の位置分解能はありそうで発の最終的な目的の一つは高速の表面反応観察であるが，ある。次に Fig. 4(b)は線形応答性の評価を行った結果であそれを実現するためには表面反応時間スケールをうまく制る。これは，検出器表面に Flood Type の電子銃から出る御する機構が必要であり，現時点ではそれはまだ難しい。

電子を照射し，検出器出力を電子銃のエミッションカレン

そこでまず，検出器の高速データ取得のデモンストレーシトの関数としてプロットしたものである。1 チャンネル辺

ョンを，短時間での X 線光電子回折（ X-ray Photoelec-

り 1.4 MHz までは応答がほぼ線形であることが確認できtron DiŠraction ）実験として単結晶 MnO ( 001 )面と Mgる。この 1 チャンネル辺り 1.4 MHz の線形応答性は検出Ka 線を用いて試みた。まず， Fig. 4 に XPS の測定例を示

器全体では 1.4 MHz × 768 (チャンネル)＝ 1.1 GHz に相当す。( a )はスナップショットモードにより 1 秒で，( b )はする。当初の目標の 2 GHz には及ばないもののかなり高同じく 50 ミリ秒で取得された Mn 2p のスペクトルであい線形応答性が得られた。実は CCD ベースの 2 次元検出る。取得時間 1 秒ではかなりきれいなスペクトルが得らシステムは線形応答性があまりよくなく，場合によってはれているのが明らかである。検出器は 128 チャンネル× 6

実験結果の解釈を間違いに導くという問題があったが，こ組の電子回路で構成されているが，それらのもスムーズでの検出器を用いることでそのような問題も克服される10）。

あり，検出電極間の感度差は無視できると考えられる。さ次に，実際にこの検出器をシエンタ社の SES 200 に組

らに，50 m 秒の測定時間でもほぼ満足できるスペクトル32 ● 放射光 Jan. 2005 Vol.18 No.1

実験技術 ■ 高速光電子分光測定システム

ステムでは，この回折像と同等の像を得るのに 1 ～2 時間を要している。また，方位角だけでなく極角も掃引して得られる全天型の XPD 測定は通常100以上の XPS 測定を必要 と し， 全 測定 に 1 週 間 程度 を 必要 と する 場 合 もあ るが，この ALS HSD を用いて1700 スペクトルを 35 分で測定して全天型の XPD 像を得ることにも成功している11)。
以上のように，この検出器を用いることで通常の約1/100～1/1000程度の時間での XPD 測定が出来ることが示された。

6. 現状と将来
このように， ALS HSD を用いて現段階で 50 m 秒の時間分解能の PES 連続測定システムを構築した。これは，現時点では世界でもっとも高い時間分解能をもつ PES システムの 1 つといえる。当初の目標は100 m 秒程度でのスペクトル連続測定であるが，現時点でこれが達成できていない理由は，データの保存処理速度が検出器を制御するコンピュータ（正確にはオペレーティングシステム)の処理速度に依存してしまっているためであり，検出器単体としては100 m 秒程度でのスペクトル取得が可能である。この欠点の克服のためには，オペレーティングシステムの処理速度に依存しないバッファーメモリーをシステムに追加することが必要であり，現在この改良が進められている。
Fig. 6

Azimuthal dependence of Mn 2p XPD patterns obtained
over full scan times of (a) 1 minute and (b) 5 seconds.

また，本稿で紹介した他の 2 つの計画も含めた全ての研究は，最終的には高速の表面反応観察を目指しているが，これには先にも述べたように反応系の時間構造を制御するシステムも必要となる。この制御システムとしては各が得られており，この測定が X 線管を用いていることをグループともパルス分子線を用いることを計画しており，考慮すると，より明るい放射光を用いれば 50 m 秒の測定

パルス分子線と高速検出器の同期によって表面反応追跡を時間でも十 分なスペク トルが得ら れると考え られる。

目指しているが，いずれのグループもまだ開発段階であXPD 実験はこのようなスペクトルを，サンプルを方位角る。この様なシステムが完成すると Pt (111)面上での CO方向に回転させながら連続的に測定することで行われた。の酸化反応や，Si (111)面のアクティブ酸化12)過程等の重X 線励起等で固体表面から放出される電子は，放出原子要な表面反応系の反応時間が 1 m 秒程度であることが既の周囲にある原子の弾性散乱を受ける。よって，規定されに知られているから， 100 m 秒超高速 PES を適応するこた試料表面から得られる XPS 強度の方位角依存性には表とで，実時間での表面反応のその場観察が可能となること面構造を反映した強度分布が現れる。これが方位角依存が期待でき，表面科学研究に新たな展望を開くことが期待XPD であり，Fig. 4 (a)の測定条件で Mn 2p ピーク強度のされる。また，現状でも高速 XPD で示したように，これ方位角依存を測定した XPD が Fig. 5 (a )である。このときまで数十分～数時間かけて測定していたスペクトルの測定試料を 1 分で方位角方向に360度回転させている。こうし時間を 2 桁～3 桁短縮できている。これを，例えばコンビて得られた約 60 のスペクトル強度を方位角の関数としてナトリアルな手法で作成した試料に適応すれば，より効率プロットして得られたのが Fig. 5 ( a )である。さらに Fig. 5的な評価が可能になる。

(b)は 5 秒で試料を360度回転させながら，Fig. 4(b)に相当

このように，高速光電子検出システムの開発はいまだにする 50 ミリ秒のスペクトルを連続測定することで得られ発展途中であり，100完成したシステムにはなっていなている。どちらの場合も，MnO(001)結晶表面の 4 回対称い。しかし，光源側の性能向上に伴う強い光を活用するた性が見事に観測されており，更に Fig. 5(a)では測定されためには，スペクトル高速取得技術への要望はますます高ま回折像の 4 つの大きなピークの左右対称に第 2 近接原子ると考えられ，今後の発展が望まれる技術であるといえからの回折による肩構造が観測できる。これはこの回折像る。また，今見たように検出システム自体は MCP をベーが詳細な解析に十分耐えうることを示しており，一般のシスとする位置分解型検出器が中心であり，このような検出

放射光 Jan. 2005 Vol.18 No.1 ● 33

器は電子分光法以外の実験の検出器としても用いることができる。例えば， MCP を x-ray sensitive なものに置き換
えて X 線発光，吸収等の実験への応用も今後は期待した

7)
8)

い。
9)

謝辞
本稿は筆者が Lawrence Berkeley National Laboratory( LBNL ) に滞在中に行った研究を中心に，高速電子検出システムについて述べさせていただいた。滞米の機会を与10)

えてくださった， C. S. Fadley 教授（ LBNL / UCD ）， Z.

Hussain 教授（LBNL）に感謝したい。また，高性能の検出器の設計は J-.M. Bussat 博士の寄与によるところが非常 に 大 き い 。 こ の プ ロ ジ ェ ク ト は LBNL の Advanced

11)
12)

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260, 44 (1992).

Source Division, Material Science Division, Physics Division お よ び Engineering Division の 協力 の もと に 行 われた。関係した全てのスタッフに感謝したい。

● 著者紹介 ●南部参考文献
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2)

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物質構造科学研究所研究機関研究員
E-mail: akira.nambu＠kek.jp
専門表面化学光電子分光［略歴］
2004 年 3 月東京大学大学院理学系研究科で学位取得。 2004 年 4 月より現職。
2002 年 9 月 か ら 2003 年 9 月 ま で Lawrence Berkeley National Laboratory に滞在して方向で紹介した ALS HSD の開発に携わった。

High-Speed Photoemission SpectroscopyMeasurement Systems
Akira NAMBUKEKPF, Oho 11, Tsukuba, Ibaraki 3050801, Japan

Abstract Developments of high-speed photoemission spectroscopy measurement system in 3rd synchrotron light sources in the world are reviewed. Usually it takes several minutes to some ten minutes to take aphotoemission spectrum. Using systems for high-speed measurements, the spectrum taking time has been
reduced to few seconds or under one second. These techniques must be suitable for chasing chemical reactions on surfaces and analyzing of combinatorial samples which require massive measurements. In this shortarticle, development of high-speed detector for electron spectroscopy at Advanced Light Source (Berkeley)and some results of high-speed x-ray photoelectron diŠraction with the detector are reviewed. Other projects
proceeding at European synchrotrons (BESSY and Elettra) will also be shown as examples of comparison.

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