BL16XU 概要

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INS-0000000456

ビームラインの概要

BL16XUビームラインは，13企業グループで構成する「産業用専用ビームライン建設利用共同体」が，各社の材料・デバイス開発に資する目的でBL16B2ビームラインと併せて設置した専用ビームラインです。X線回折装置、硬X線光電子分光装置、蛍光X線分析装置、Ｘ線マイクロビーム顕微装置が設置されており、共同体参加各社は環境・エネルギー関連機器や最先端の情報通信システム・ナノテクノロジー機器などに用いられる様々な産業用材料の研究開発に利用しています。

研究分野

二次電池、燃料電池、触媒、鉄鋼、半導体、光・磁気デバイス、構造材料など各種産業用材料の評価

キーワード

測定手法
X線回折、硬X線光電子分光、蛍光Ｘ線分析、Ｘ線反射率，微小部分析及びイメージング，磁気円二色性及び磁気ヒステリシス測定
装置
Ｘ線回折装置，二次元検出器、硬X線光電子分光装置、蛍光Ｘ線分析装置，フレネルゾーンプレート、Kirkpatrick-Baez配置集光ミラー、ダイヤモンド位相子、その場観察用ガス取り扱い設備（BL16B2と共用）、グローブボックス（BL16B2と共用）

光源と光学系

Ｘ線ビームの特徴（試料位置）

Energy Range	4.5~40 keV
Energy Resolution	ΔE/E~ 10^-4
Photon Flux	~ 10¹² (normal) ~ 10¹⁰ (focusing)
Beam Size	< 1(H) × 1(V)(normal) < 1 μm(H)×1 μm(V)(focusing)

ビームライン全体配置図

BL16XUおよび BL16B2ビームライン俯瞰写真

実験ステーション

実験ハッチ上流より、硬X線光電子分光装置、X線回折装置，X線マイクロビーム顕微装置が設置され、最下流にはユーザー持ち込み装置用のスペースが設けられている。蛍光X線分析装置は利用時に実験ハッチに運び入れ利用する。

硬X線光電子分光装置（図1）
- 6 keV, 8 keV, 10 keVの入射エネルギーで、250 meVのエネルギー分解能を達成.
- 電子銃とイオン銃を組み合わせた帯電中和システムを装備
- 専用の試料搬送用ベッセルにより大気非暴露で試料搬入が可能
  
  図1 硬X線光電子分光装置
Ｘ線回折装置（図２）
- 八軸回折計が設置され、X線回折，X線反射率，微小角入射X線散乱等の実験に利用
- NaI（Tl）シンチレーション検出器、YAP（Ce）シンチレーション検出器、一次元検出器（Mythen）、二次元検出器（PILATUS 100K、PILATUS 300K）が利用可能
  
  図２Ｘ線回折装置
Ｘ線マイクロビーム顕微装置（図３）
- 2通りのマイクロビーム形成方法（Kirkpatric-Baezミラーおよびフレネルゾーンプレート）が利用可能
- Kirkpatric-Baezミラーを用いた方法によりビームサイズ0.20 µm×0.23 µmを実現
- マイクロビームを利用し、X線回折、蛍光X線分析、XAFS、磁気円二色性（XMCD）の実験が可能
  
  図３Ｘ線マイクロビーム顕微装置
蛍光X線分析装置（図4）
- 試料室は真空 (~10 Pa)，ヘリウムガス置換可能
- 波長分散方式とエネルギー分散方式で蛍光X線スペクトル測定とXAFS測定が可能
  
  図４蛍光X線分析装置