BL24XU 概要

問い合わせ番号

INS-0000000488

ビームライン一覧表

放射光利用の産業応用を主軸としたビームライン運営
B1ステーション
X線マイクロ～ナノビーム応用（走査型顕微鏡、蛍光分析）
X線顕微鏡を用いたイメージング実験（ナノイメージング、CT）
B2ステーション
高平行X線マイクロビーム応用（高精度回折計）
明視野X線トポグラフィ

ビームラインの概要

　BL24XU（兵庫県ID）は兵庫県が管理する専用ビームラインであり、放射光利用の産業応用に特化した運用を行っております。ビームラインは光源に８の字アンジュレーターを採用しており、分光器は標準型のシリコン2結晶分光器を用いています。

　実空間での観察を目的としており、特に集光ビーム応用を主軸としています。実験ハッチB1ではナノ～マイクロサイズの集光ビームが利用でき、走査型顕微鏡、蛍光分析装置を配置しています。集光ビーム利用以外にも、位相コントラストイメージング、マイクロCT等のイメージングの利用も可能となっています。また、実験ハッチB2においては、高平行度マイクロビーム回折計を配置しており、高い空間感度での高精度X線回折実験が可能であり、半導体基板、デバイス等の局所結晶性評価に用いられています。同じ装置を用いてX線トポグラフィも可能です。

　ビームラインの管理は、ひょうご科学技術協会と理学研究科X線光学分野の共同で行われており、ユーザーサポートの他、集光ビーム光学系の高度化、顕微干渉計の開発、光学素子の開発等、X線光学分野における学術研究も行われています。これらの技術はユーザー利用光学系へフィードバックされていくため、高いクオリティの光学系供用を可能としています。

研究分野

表面／界面分析
走査型／結像型X線顕微鏡、マイクロトモグラフィー
電子材料等の局所構造解析
明視野X線トポグラフィー

キーワード

サイエンス
表面/界面解析、位相コントラスト、結晶歪み評価、結晶欠陥観察
装置
マイクロ・ナノビーム分析装置、X線顕微鏡、X線高速イメージングシステム、高平行マイクロビーム回折計

光源と光学系

光源
　光源には８の字アンジュレーターを採用しています。８の字アンジュレーターは図１のような磁極配列をしており、通常の垂直周期磁場に加えて2倍の周期の水平磁場成分が付与される構成をしています。アンジュレーターを通過する電子は光軸から見て８の字の軌道を描き、垂直磁場による1次光を基準とすると0.5次刻みに高調波を定義することができ、半整数次では垂直偏光、整数次では水平偏光の放射光を得ることができます。アンジュレーターのID Gapを11.3 mmに設定したときの放射スペクトルと偏光特性を図２に示します。1次光のエネルギーは10 keVです。

図１　８の字アンジュレーターの概略

図２　放射スペクトルと偏光特性（ID Gap：11.3 mm）.

実験ハッチ構成
　実験ハッチ構成は図３のようになっています。このうち実験ハッチA1、A2は現在休止しており、光学ハッチ、実験ハッチB1、実験ハッチB2で構成されています。

図３　実験ハッチ構成

試料位置でのＸ線パラメータ
・実験ハッチB1
　　エネルギー：5 keV、10 keV、15 keV、20 keV
　　エネルギー分解能：E/ΔE　～　2000
　　マイクロビーム光学系１＿φ1ミクロン＠ 10⁹ (Photons/s)　(10 keV)
　　マイクロビーム光学系２＿ 100～300 nm(V)×400 nm(H) ＠ 2×10⁸(Photons/s) (15 keV)
　　イメージング光学系＿ 1 mm角＠ 10¹² (Photons/s)
・光学ハッチB2
　エネルギー：15 keV
　エネルギー分解能：E/ΔE　～　100000
　ビームサイズと強度：１ミクロン(V)×５ミクロン(H) ＠ 10⁶ (Photons/s)
　ビーム発散角：～　2 arcsec