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JPH0353577B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0353577B2
JPH0353577B2 JP56193434A JP19343481A JPH0353577B2 JP H0353577 B2 JPH0353577 B2 JP H0353577B2 JP 56193434 A JP56193434 A JP 56193434A JP 19343481 A JP19343481 A JP 19343481A JP H0353577 B2 JPH0353577 B2 JP H0353577B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rays
angle
sample
crystal
monochrome
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP56193434A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5895253A (en
Inventor
Hidenobu Ishida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP56193434A priority Critical patent/JPS5895253A/en
Publication of JPS5895253A publication Critical patent/JPS5895253A/en
Publication of JPH0353577B2 publication Critical patent/JPH0353577B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/201Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials by measuring small-angle scattering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/207Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、試料にX線を照射した場合のX線の
微少角散乱を利用して、試料の物質構造等を解析
する場合に使用されるX線小角散乱測定装置に関
する。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention is used to analyze the material structure of a sample by utilizing small angle scattering of X-rays when the sample is irradiated with X-rays. The present invention relates to an X-ray small-angle scattering measuring device.

(従来の技術) 一般に、コロイド粒径、繊維の長周期構造な
ど、10nm〜200nm程度の物質構造を解析するよ
うな場合には、X線の微少角散乱を利用するX線
小角散乱測定装置が使用される。
(Prior art) In general, when analyzing material structures of about 10 nm to 200 nm, such as colloidal particle size and long-period structure of fibers, small-angle X-ray scattering measurement equipment that uses small-angle scattering of X-rays is used. used.

この測定装置において、試料の測定可能な最小
散乱角をε0、X線の波長をλ、試料の格子間隔あ
るいは周期をdとすると、 d=λ/ε0 ……(1) の関係がある。
In this measurement device, where ε 0 is the minimum measurable scattering angle of the sample, λ is the wavelength of the X-ray, and d is the lattice spacing or period of the sample, the following relationship exists: d=λ/ε 0 ...(1) .

したがつて、(1)式の関係から、dを決定するた
めには、λを予め選定する必要があり、このた
め、X線の単色化(モノクロ化)が必要となる。
また、(1)式で、格子間隔dの大きなものを解析す
るためには、小さなε0を測定する必要がある。小
さなε0の値を測定してdの分解能を向上させるた
めには、予め試料に入射するX線の平行度をでき
るだけ高めること、すなわちコリメートが必要と
なる。
Therefore, from the relationship in equation (1), in order to determine d, it is necessary to select λ in advance, and for this reason, it is necessary to make the X-rays monochromatic.
Furthermore, in equation (1), in order to analyze a case where the lattice spacing d is large, it is necessary to measure a small ε 0 . In order to measure a small value of ε 0 and improve the resolution of d, it is necessary to increase the parallelism of the X-rays incident on the sample as much as possible in advance, that is, to collimate the X-rays.

(発明が解決しようとする課題) X線を単色化するには、単結晶反射を利用した
モノクロメータの使用が考えられるが、単純にモ
ノクロメータを使用したのでは、X線強度が低下
してS/N比が劣化する。また、X線をコリメー
トするには、X線源と試料との間に配置するスリ
ツトの相互間距離を長くすることが考えられる
が、このように、スリツト間距離を長くすると、
装置全体が大型化し、このため、たとえば、既存
のX線回折装置に備えたゴニオメータをX線小角
散乱の測定に兼用することができない等の不便を
生じる。
(Problem to be solved by the invention) In order to make X-rays monochromatic, it is possible to use a monochromator that uses single crystal reflection, but simply using a monochromator will reduce the X-ray intensity. The S/N ratio deteriorates. In addition, in order to collimate X-rays, it is possible to increase the distance between the slits placed between the X-ray source and the sample, but if the distance between the slits is increased in this way,
The overall size of the apparatus increases, resulting in inconveniences such as, for example, the goniometer provided in the existing X-ray diffraction apparatus cannot be used also for measuring small-angle X-ray scattering.

本発明は、上述の不具合を解決し、実用に供し
得る散乱X線強度と散乱角度分解能を得ることが
できるとともに、装置全体を小型化すること、さ
らには、後述のいくつかの利点を備えたX線小角
散乱測定装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems, makes it possible to obtain scattered X-ray intensity and scattering angular resolution that can be put to practical use, downsizes the entire device, and has several advantages described below. An object of the present invention is to provide an X-ray small-angle scattering measurement device.

(課題を解決するための手段) そのため、本発明のX線小角散乱測定装置は、
X線源と試料との間に前記X線源からのX線を試
料に導く第1のモノクロコリメータが、また、試
料と検出器との間には試料で散乱されたX線を検
出器に導く第2のモノクロコリメータがそれぞれ
配置され、前記第1、第2のモノクロコリメータ
は、非対称反射となるように結晶表面が結晶格子
面に対して所定角度だけ傾斜して切欠してなる単
結晶からなり、かつ、結晶表面におけるX線の入
射角が反射角よりも小さくなるように配置されて
構成されているとを特徴としている。
(Means for solving the problem) Therefore, the X-ray small-angle scattering measurement device of the present invention has the following features:
A first monochrome collimator is provided between the X-ray source and the sample to guide the X-rays from the X-ray source to the sample, and a first monochrome collimator is provided between the sample and the detector to direct the X-rays scattered by the sample to the detector. A second monochrome collimator is arranged to guide the light, and each of the first and second monochrome collimators is made of a single crystal whose crystal surface is notched and inclined at a predetermined angle with respect to the crystal lattice plane so as to provide asymmetric reflection. It is characterized by being arranged and configured such that the incident angle of the X-rays on the crystal surface is smaller than the reflection angle.

(作用) 上記構成において、X線源からのX線は、ま
ず、第1のモノクロコリメータに入射される。こ
の第1のモノクロコリメータは、予め結晶表面が
結晶格子面に対して所定角度だけ傾斜して切欠し
てなる単結晶からなり、かつ、結晶表面における
X線の入射角が反射角よりも小さくなるように配
置されているから、入射したX線はいわゆる非対
称反射され、その際に、単色化とコリメート化が
なされる。そして、モノクロ・コリメートされた
X線が試料に照射される。試料で散乱されたX線
は、第2のモノクロコリメータに入射される。こ
の第2のモノクロコリメータによつて、散乱X線
の内で強度測定に必要な所定の角度範囲に含まれ
る散乱X線のみが選択的に反射される。そして、
その選択された散乱X線の強度が検出器で検出さ
れる。
(Function) In the above configuration, X-rays from the X-ray source first enter the first monochrome collimator. This first monochromatic collimator is made of a single crystal whose crystal surface is notched at a predetermined angle with respect to the crystal lattice plane, and the incident angle of the X-rays on the crystal surface is smaller than the reflection angle. Because of this arrangement, incident X-rays are reflected asymmetrically, and at that time, they are monochromated and collimated. The sample is then irradiated with monochrome collimated X-rays. The X-rays scattered by the sample are incident on the second monochrome collimator. This second monochrome collimator selectively reflects only the scattered X-rays included in a predetermined angular range necessary for intensity measurement among the scattered X-rays. and,
The intensity of the selected scattered X-rays is detected by a detector.

(実施例) 第1図は本発明の実施例に係るX線小角散乱測
定装置の構成図である。同図において、符号21
はX線源、22はX線源21から発生されるX
線、23は試料、24は試料23からの散乱X線
を検出する検出器である。
(Example) FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray small-angle scattering measurement apparatus according to an example of the present invention. In the figure, reference numeral 21
is an X-ray source, and 22 is an X generated from the X-ray source 21.
23 is a sample, and 24 is a detector for detecting scattered X-rays from the sample 23.

S21,S22はX線22の発散角を規制するための
第1、第2スリツト、C1はX線源21からのX
線22を試料23に導く第1のモノクロコリメー
タである。この第1のモノクロコリメータC1は、
第2図に示すように、X線の結晶格子面に対する
回折角をθBとしたとき、非対称反射となるように
結晶表面が結晶格子面に対して所定角度θB−θ0
け傾斜して切欠した結晶部C11と、対称反射とな
るように結晶格子面に対して結晶表面を平行に切
欠した結晶部C12とがそれぞれ略対向するように
単一の単結晶から両部C11,C12を切り出して形成
した、いわゆるチヤンネルカツト形のものであつ
て、かつ、前者の結晶部C11は、結晶表面におけ
るX線22の入射角θ0がその反射角θhよりも小さ
くなるように配置されて構成されている。
S 21 and S 22 are first and second slits for regulating the divergence angle of the X-ray 22, and C 1 is the X-ray from the X-ray source 21.
This is a first monochrome collimator that guides the line 22 to the sample 23. This first monochrome collimator C 1 is
As shown in Figure 2, when the diffraction angle of X-rays with respect to the crystal lattice plane is θ B , the crystal surface is inclined at a predetermined angle θ B −θ 0 with respect to the crystal lattice plane so that asymmetric reflection occurs. Both parts C 11 , The former crystal part C 11 is formed by cutting out C 12 and has a so-called channel cut shape, and the former crystal part C 11 is formed so that the incident angle θ 0 of the X-ray 22 on the crystal surface is smaller than its reflection angle θ h. arranged and configured.

S23,S24は、第1モノクロコリメータC1で選択
反射されなかつたX線の散乱を除くための第3、
第4スリツトである。
S 23 and S 24 are the third monochrome collimator C 1 for removing scattering of X-rays that were not selectively reflected;
This is the fourth slit.

S25は試料23で散乱されたX線の内の特定の
散乱角εx0のX線を検出するための第5スリツト、
C2は第5スリツトS25で選択入射されるX線源2
2を検出器24に導く第2のモノクロコリメータ
であつて、この第2のモノクロコリメータC2は、
第1のモノクロコリメータC1と同様の構成を有
する。すなわち、この第2モノクロコリメータ
C2は、非対称反射となるように結晶表面が結晶
格子面に対して所定角度θB−θ0だけ傾斜して切欠
した結晶部C21と、対称反射となるように結晶格
子面に対して結晶表面を平行に切欠した結晶部
C22とがそれぞれ略対向するように単一の単結晶
から切り出して形成され、かつ、前者の結晶部
C21は、結晶表面におけるX線22の入射角θ0
その反射角θhよりも小さくなるように配置され
て構成されている。なお、第1、第2の各モノク
ロコリメータC1,C2は、X線の単色化のために
その単結晶の格子間隔dは共通しているが、第1
モノクロコリメータC1は主としてX線をコリメ
ートするために、また第2モノクロコリメータ
C2は散乱X線の角度分解能を高めるためにそれ
ぞれ使用されるものであり、両者の目的が異なる
ことから、第1モノクロコリメータC1の結晶部
C11に対するX線の入射角度は、第2モノクロコ
リメータC2の結晶部C21に対するX線の入射角度
と必ずしも一致する必要はなく、入射角度がそれ
ぞれの目的に適合するように切欠の傾斜角度θB
θ0が設定される。
S 25 is a fifth slit for detecting X-rays with a specific scattering angle εx 0 among the X-rays scattered by the sample 23;
C 2 is the X-ray source 2 selectively incident on the fifth slit S 25
2 to the detector 24, this second monochrome collimator C 2 is
It has the same configuration as the first monochrome collimator C1 . In other words, this second monochrome collimator
C 2 has a notched crystal part C 21 whose crystal surface is inclined at a predetermined angle θ B −θ 0 with respect to the crystal lattice plane so that the reflection is asymmetrical, and a crystal part C 21 where the crystal surface is tilted at a predetermined angle θ B −θ 0 with respect to the crystal lattice plane so that the reflection is symmetrical. Crystal part with parallel notches on the crystal surface
C 22 are cut out from a single single crystal so that they are substantially opposed to each other, and the crystal part of the former is
C 21 is arranged and configured such that the incident angle θ 0 of the X-ray 22 on the crystal surface is smaller than its reflection angle θh. Note that the first and second monochrome collimators C 1 and C 2 have the same single crystal lattice spacing d in order to monochromate X-rays;
Monochrome collimator C 1 is mainly used to collimate X-rays, and also used as a second monochrome collimator
C 2 is used to improve the angular resolution of scattered X-rays, and since their purposes are different, the crystal part of the first monochromatic collimator C 1
The angle of incidence of the X-rays on C 11 does not necessarily have to match the angle of incidence of the X-rays on the crystal part C 21 of the second monochromatic collimator C 2 . θ B
θ 0 is set.

S26,S27は空気散乱防止用の第6、第7スリツ
ト、S28は紙面に垂直にのびた線状X線源が使用
される場合の垂直方向発散制限用のソーラスリツ
トである。そして、上述の第5〜第7スリツト
S25〜S27、ソーラスリツトS28、第2モノクロコ
リメータC2、および検出器24は、図示省略し
た単一の回転台上に配置され、この回転台がたと
えばパルスモータによつて駆動されることによ
り、特定の散乱角εx0で散乱されたX線のみが検
出器24で検出されるように構成されている。
S 26 and S 27 are sixth and seventh slits for preventing air scattering, and S 28 is a solar slit for limiting vertical divergence when a linear X-ray source extending perpendicular to the plane of the paper is used. And the above-mentioned 5th to 7th slits
S 25 to S 27 , the solar slit S 28 , the second monochrome collimator C 2 , and the detector 24 are arranged on a single rotary table (not shown), and this rotary table is driven by, for example, a pulse motor. Accordingly, the detector 24 is configured to detect only X-rays scattered at a specific scattering angle εx 0 .

次に上記構成の装置の作用について説明する。 Next, the operation of the apparatus having the above configuration will be explained.

X線源21からのX線22は、第1、第2スリ
ツトS21,S22を通過して、第1のモノクロコリメ
ータC1に入射される。この第1のモノクロコリ
メータを構成する結晶部C11は、予め結晶表面が
結晶格子面に対して所定角度θB−θ0だけ傾斜して
切欠してなる単結晶からなり、かつ、結晶表面に
対してX線の入射角θ0が反射角θhよりも小さくな
るように(θ0<θh)配置されているから、入射し
たX線はいわゆる非対称反射され、その際に、単
色化とコリメート化がなされる。すなわち、結晶
部C11に入射するX線は、Braggの回折条件式に
従つて特定の波長λのX線のみが選択反射され
る。また、非対称反射においては、入射、反射の
角度範囲をそれぞれω0、ωhとすると、 ωh=ω0・|b|=ωs・√|| ……(2) (ただし、bは非対称度を示し、b=sinθ0
sinθhで与えられ、また、ωsは結晶格子面に対し
て結晶表面を平行に切欠したいわゆる対称反射の
場合の角度範囲を示す)の関係があるから、|b
|<<1、つまり結晶表面におけるX線の入射角
θ0を反射角θhよりも十分小さくなるように(θ0
θh)しておけば、(2)式におけるωhは非常に小さ
くなり、コリメートされたX線線束が得られるこ
とになる。この場合のコリメートは、X線源21
と試料23との距離には無関係であるから、両者
21,23間の距離を大幅に短縮化することがで
き、装置全体を小型化できる。また、結晶表面に
おけるX線の入射角θ0を反射角θhよりも十分小さ
くなるように予め設定することにより、結晶部
C11の入射X線の受光面積が大きくなるので、結
晶部C11で反射されるX線のトータル強度は大き
くなる。したがつて、このX線を試料に照射すれ
ば、散乱されるX線のトータル強度も大きくな
る。そして、先の結晶部C11でモノクロ・コリメ
ートされたX線は、続いて結晶部C12で反射され
る。この結晶部C12でX線は対称反射されるから、
X線22の平行性は変わらない。そして、結晶部
C12で反射されたX線は、第3、第4スリツト
S23,S24を通過して試料23に照射される。
X-rays 22 from the X-ray source 21 pass through the first and second slits S 21 and S 22 and enter the first monochrome collimator C 1 . The crystal part C 11 constituting the first monochromatic collimator is made of a single crystal whose crystal surface has been cut out with a predetermined angle θ B −θ 0 with respect to the crystal lattice plane, and On the other hand, since the X-rays are arranged so that the incident angle θ 0 is smaller than the reflection angle θh (θ 0 < θh), the incident X-rays are reflected asymmetrically, and at that time, they are monochromated and collimated. will be done. That is, among the X-rays incident on the crystal part C11 , only the X-rays with a specific wavelength λ are selectively reflected according to Bragg's diffraction conditional expression. In addition, in asymmetric reflection, if the angular ranges of incidence and reflection are ω 0 and ωh, respectively, ωh=ω 0・|b|=ωs・√||...(2) (However, b indicates the degree of asymmetry. , b=sinθ 0 /
sinθh, and ωs indicates the angular range in the case of so-called symmetric reflection in which the crystal surface is cut parallel to the crystal lattice plane), so |b
| _
θh), ωh in equation (2) becomes extremely small, and a collimated X-ray flux is obtained. The collimation in this case is the X-ray source 21
Since the distance between the sample 21 and the sample 23 is irrelevant, the distance between the two 21 and 23 can be significantly shortened, and the entire apparatus can be made smaller. In addition, by setting in advance the incident angle θ 0 of the X-rays on the crystal surface to be sufficiently smaller than the reflection angle θh, it is possible to
Since the light-receiving area of C 11 for incident X-rays increases, the total intensity of the X-rays reflected by the crystal portion C 11 increases. Therefore, when a sample is irradiated with these X-rays, the total intensity of the scattered X-rays also increases. The X-rays that have been monochromatically collimated by the crystal part C 11 are then reflected by the crystal part C 12 . Since the X-rays are reflected symmetrically at this crystal part C12 ,
The parallelism of the X-rays 22 remains unchanged. And the crystal part
The X-rays reflected by C 12 pass through the third and fourth slits.
The light passes through S 23 and S 24 and is irradiated onto the sample 23.

試料23に入射されたX線22は、試料23の
状態に対応した強度分布をもつた散乱X線として
様々な散乱角εxで散乱される。そして、様々な
散乱角εxで散乱されたX線の内、特定の散乱角
εx0で散乱されたX線が第5スリツトS25を通過し
て第2のモノクロコリメータC2に入射される。
そして、この散乱X線は、第2のモノクロコリメ
ータC2の結晶部C21で非対称反射されるが、この
場合の散乱X線は、第1モノクロコリメータC1
の結晶部C11と同様に、ω0の角度範囲に含まれる
散乱X線だけを反射するから、散乱X線の角度分
解能は、実質的に上記の角度範囲ω0で与えられ
る。ここで、前述の(2)式の関係から、ω0は、 ω0=ωs・√0 ……(3) で与えられるが、この式において、X線回折に用
いられる単結晶では、通常、ωsは非常に小さな
値をもつから、θh,θ0の大小の影響にかかわらず
ω0は小さな値となる。このため、実用上必要と
される角度分解能を十分に確保することができ
る。また、この角度分解能は、結晶部C21の非対
称反射を利用して達成されるから、試料23と検
出器24との距離には無関係であり、したがつ
て、これらの距離を大幅に短縮化することがで
き、装置全体を小型化できる。また、X線の入射
角θ0を反射角θhよりも小さくなるように予め設定
されているので、結晶部C11の入射X線の受光面
積が大きくなり、このため、結晶部C21で反射さ
れるX線のトータル強度は大きくなる。したがつ
て、検出器24で検出されるX線のトータル強度
も大きくなる。
The X-rays 22 incident on the sample 23 are scattered at various scattering angles εx as scattered X-rays with an intensity distribution corresponding to the state of the sample 23. Of the X-rays scattered at various scattering angles εx, the X-rays scattered at a specific scattering angle εx 0 pass through the fifth slit S 25 and enter the second monochrome collimator C 2 .
The scattered X-rays are asymmetrically reflected by the crystal part C21 of the second monochrome collimator C2 , but in this case, the scattered X-rays are reflected by the first monochrome collimator C1.
Like the crystal part C 11 of , it reflects only the scattered X-rays included in the angular range ω 0 , so the angular resolution of the scattered X-rays is substantially given by the above-mentioned angular range ω 0 . Here, from the relationship in equation (2) above, ω 0 is given by ω 0 =ωs・√ 0 ...(3), but in this equation, in a single crystal used for X-ray diffraction, usually Since ωs has a very small value, ω 0 will be a small value regardless of the influence of the magnitudes of θh and θ 0 . Therefore, the angular resolution required for practical use can be sufficiently ensured. Furthermore, since this angular resolution is achieved using the asymmetric reflection of the crystal part C 21 , it is independent of the distance between the sample 23 and the detector 24, and therefore these distances can be significantly shortened. This allows the entire device to be miniaturized. In addition, since the incident angle θ 0 of the X-ray is set in advance to be smaller than the reflection angle θh, the receiving area of the incident X-ray on the crystal part C 11 becomes large, and therefore, the incident X-ray is reflected by the crystal part C 21 . The total intensity of the X-rays emitted increases. Therefore, the total intensity of the X-rays detected by the detector 24 also increases.

こうして、散乱X線の内で強度測定に必要な所
定の角度範囲に含まれる散乱X線のみが結晶部
C21で選択的に反射され、続いて、結晶部C22で反
射される。この結晶部C22の反射は、対称反射で
あるから、X線22の平行性は変わらない。そし
て、この第2モノクロコリメータC2で選択反射
された散乱X線が第6スリツトS26、ソーラスリ
ツトS28および第7スリツトS27をそれぞれ通過し
て検出器24で検出される。
In this way, among the scattered X-rays, only the scattered X-rays included in the predetermined angle range necessary for intensity measurement are detected at the crystal part.
It is selectively reflected at C 21 and then reflected at crystal part C 22 . Since this reflection from the crystal part C 22 is a symmetrical reflection, the parallelism of the X-rays 22 does not change. The scattered X-rays selectively reflected by the second monochromatic collimator C 2 pass through the sixth slit S 26 , the solar slit S 28 and the seventh slit S 27 and are detected by the detector 24 .

このようにして各散乱角εxごとにX線強度を
測定することにより、X線強度分布を得、これに
よつて試料の構造等を解析することができる。
By measuring the X-ray intensity for each scattering angle εx in this manner, an X-ray intensity distribution is obtained, and the structure of the sample can be analyzed thereby.

次に、具体例を示す。 Next, a specific example will be shown.

X線源21として、封入型X線管球(ターゲ
ツ:Cu、CuKα1=1.54056Å)を用い、第1、第
2モノクロコリメータC1,C2は、いずれもGe単
結晶の(111)面の反射を利用し、結晶格子面に
対して結晶表面が11.31゜だけ傾斜して切欠されて
いるものとする。また、結晶表面に対するX線の
入射角θ0を2.51゜とすると、θB=11.31゜+2.51゜=
14.22゜となる。このとき、結晶表面に対するX線
の反射角θhは、θh=14.22゜+11.31゜=25.53゜とな
る。よつて、(2)式における非対称度bは、 b=sinθ0/sinθh =sin(2.51゜)/sin(25.53゜)≒0.1 となる。
An enclosed type X-ray tube (target: Cu, CuKα 1 =1.54056 Å) is used as the X-ray source 21, and the first and second monochromatic collimators C 1 and C 2 are both made of (111) plane of Ge single crystal. Using the reflection of Also, if the incident angle θ 0 of X-rays to the crystal surface is 2.51°, then θ B = 11.31° + 2.51° =
It becomes 14.22°. At this time, the reflection angle θh of the X-ray with respect to the crystal surface is θh=14.22°+11.31°=25.53°. Therefore, the degree of asymmetry b in equation (2) is: b=sinθ 0 /sinθh = sin (2.51°)/sin (25.53°)≒0.1.

非対称反射の場合のX線の反射強度Iは、
Darwinの式によれば、 I=K・0=K・√1 (ただし、Kは定数)で与えられるから、第
1、第2モノクロコリメータC1,C2の各回折X
線の強度はI1,I2は、対称反射の場合の強度を1
とした相対値で表せば、 I1=I2=√1≒3.1 となる。したがつて、散乱X線強度の検出効率
は、第1、第2モノクロコリメータC1,C2の相
乗効果から √1×√1≒10 つまり、対称反射を利用する場合の約10倍とな
る。
The reflection intensity I of X-rays in the case of asymmetric reflection is
According to Darwin's formula, I=K・0 =K・√1 (where K is a constant), so each diffraction X of the first and second monochromatic collimators C 1 and C 2
The intensity of the line is I 1 and I 2 is the intensity in the case of symmetrical reflection.
If expressed as a relative value, I 1 = I 2 =√1≒3.1. Therefore, the detection efficiency of scattered X-ray intensity is due to the synergistic effect of the first and second monochromatic collimators C 1 and C 2 √1×√1≒10 In other words, it is approximately 10 times as much as when using symmetric reflection. .

さらに、試料の格子間隔dを測定するための装
置の分解能は、(1)式の関係から、 λ/ε0=λ/(ωh+ω0) (ただし、ωhは第1モノクロコリメータC1
反射角度範囲、ω0は第2モノクロコリメータC2
の入射角度範囲)として表される。ここで、
CuKα1=1.54056Å、ωh=5.1″(理論値)、ω0
51.5″(理論値)として与えられるから、 λ/Δ=1.54056/(5.1+51.5) =5.6×103Å となる。これに対して、同じ条件での対称反射を
用いる場合の分解能は9.7×103Åであり、この場
合に比べて本発明のものは高い分解能が得られ
る。
Furthermore, the resolution of the device for measuring the lattice spacing d of the sample is given by the relationship of equation (1): λ/ε 0 = λ/(ωh + ω 0 ) (where ωh is the reflection angle of the first monochromatic collimator C 1 range, ω 0 is the second monochrome collimator C 2
incident angle range). here,
CuKα 1 = 1.54056Å, ωh = 5.1″ (theoretical value), ω 0 =
51.5" (theoretical value), so λ/Δ=1.54056/(5.1+51.5) = 5.6×10 3 Å. On the other hand, the resolution when using symmetric reflection under the same conditions is 9.7 ×10 3 Å, and compared to this case, the method of the present invention can obtain higher resolution.

上記の実施例では、第1、第2モノクロコリメ
ータC1,C2は、非対称反射のための結晶部C11C21
と、対称反射のための結晶部C12,C22とを単一の
単結晶から切り出してなるチヤンネルカツト形の
ものを使用しているが、これに限定されるもので
はなく、たとえば、第3図に示すように、単一の
単結晶を非対称反射となるように結晶表面を結晶
格子面に対して所定角度θB−θ0だけ傾斜して切欠
して結晶部C11,C21とした、いわゆるシングルカ
ツト形のモノクロコリメータC3,C4であつても
よい。
In the above embodiment, the first and second monochromatic collimators C 1 and C 2 have crystal parts C 11 C 21 for asymmetric reflection.
A channel-cut type is used in which the crystal parts C 12 and C 22 for symmetrical reflection are cut out of a single single crystal, but the present invention is not limited to this. As shown in the figure, a single single crystal was cut out so that the crystal surface was inclined at a predetermined angle θ B −θ 0 with respect to the crystal lattice plane to produce crystal parts C 11 and C 21 so as to produce asymmetric reflection. , so-called single-cut monochrome collimators C 3 and C 4 may be used.

なお、第1図および第3図において、第3〜第
5スリツトS23〜S25と、第1、第2モノクロコリ
メータC1(C3)、C2(C4)とを取り除くとともに、
残りの各スリツトS21,S22、S26〜S28および検出
器24を破線で示す光軸上に位置させ、さらに、
スリツトS21,S22の間にソーラスリツトを配置し
て試料23と検出系とをθ−2θの関係でもつて回
転させるように構成すれば、通常のX線回折装置
のゴニオメータとして機能させることができる。
In addition, in FIGS. 1 and 3, the third to fifth slits S 23 to S 25 and the first and second monochrome collimators C 1 (C 3 ) and C 2 (C 4 ) are removed, and
The remaining slits S 21 , S 22 , S 26 to S 28 and the detector 24 are positioned on the optical axis indicated by the broken line, and further,
If a solar slit is arranged between the slits S 21 and S 22 and configured to rotate the sample 23 and the detection system with a relationship of θ-2θ, it can function as a goniometer for a normal X-ray diffraction device. .

(発明の効果) 本発明によれば、単結晶の非対称反射によるX
線束の角度広がりの縮小という性質を利用して第
1、第2モノクロコリメータを構成したので、実
用に供し得る散乱X線強度と散乱角度分解能を損
なうことなく装置全体を小型化することができ
る。このため、たとえば、既存のX線回折装置に
備えたゴニオメータの大幅な変更なしに、X線小
角散乱の測定に兼用することが可能となる等の優
れた効果が発揮される。
(Effects of the Invention) According to the present invention, X due to asymmetric reflection of a single crystal
Since the first and second monochromatic collimators are configured by utilizing the property of reducing the angular spread of the ray flux, the entire device can be downsized without impairing the scattered X-ray intensity and scattering angular resolution that can be used for practical purposes. Therefore, for example, excellent effects such as being able to be used for measuring small-angle X-ray scattering can be achieved without major changes to the goniometer included in an existing X-ray diffraction apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は
本発明のX線小角散乱測定装置の概略を示す構成
図、第2図は第1、第2モノクロコリメータを構
成するチヤンネルカツトされた単結晶を示す図、
第3図は他の変形例を示す構成図である。 21……X線源、22……X線、23……試
料、24……検出器、C1〜C4……モノクロコリ
メータ、S21〜S27……スリツト、S28……ソーラ
スリツト。
The drawings show embodiments of the present invention, and Fig. 1 is a configuration diagram showing an outline of the small-angle X-ray scattering measuring device of the present invention, and Fig. 2 shows a cut-out channel constituting the first and second monochrome collimators. Diagram showing a single crystal,
FIG. 3 is a configuration diagram showing another modification. 21...X-ray source, 22...X-ray, 23...sample, 24...detector, C1 - C4 ...monochrome collimator, S21 - S27 ...slit, S28 ...solar slit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 X線源と試料との間には、前記X線源からの
X線を試料に導く第1のモノクロコリメータが、
また、試料と検出器との間には試料で散乱された
X線を検出器に導く第2のモノクロコリメータが
それぞれ配置され、前記第1、第2のモノクロコ
リメータは、非対称反射となるように結晶表面が
結晶格子面に対して所定角度だけ傾斜して切欠し
てなる単結晶からなり、かつ、前記結晶表面にお
けるX線の入射角が反射角よりも小さくなるよう
に配置されて構成されているとを特徴とする、X
線小角散乱測定装置。
1. Between the X-ray source and the sample, a first monochrome collimator that guides the X-rays from the X-ray source to the sample,
Further, second monochrome collimators are arranged between the sample and the detector to guide the X-rays scattered by the sample to the detector, and the first and second monochrome collimators are arranged so that the X-rays are reflected asymmetrically. Consisting of a single crystal whose crystal surface is notched at a predetermined angle with respect to a crystal lattice plane, and arranged so that the incident angle of X-rays on the crystal surface is smaller than the reflection angle. X
Small-angle line scattering measurement device.
JP56193434A 1981-11-30 1981-11-30 Measuring device for scattering of x-rays at small angle Granted JPS5895253A (en)

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