SEM-EPMAのローランド円と分光結晶

試料、分光結晶、検出器の位置関係(X線回折)


本学のSEM-EPMAにはWDXが4チャンネルついています。

それぞれのチャンネルには分光結晶が2つついており、
CH1、CH3はPET(2d=0.8742nm)とLIF(2d=0.40267nm)が
CH2、にはTAP(2d=2.5757nm)とLDE1(2d=5.8-6.2nm)が
CH4、にはTAP(2d=2.5757nm)とLDE2(2d=9.5-10.5)がついています。

それぞれのチャンネルでは、試料から特性X線が出て、それが分光結晶で回折して、検出器で強度が測られます。

WDXにおいて分析する試料の位置は固定(WD約11mmの位置)されていますが、
分光結晶、検出器はそれぞれのチャンネルで次の条件を満たす位置関係を保ちながら動きます。
・ X線取り出し角度が(電子線 – 試料 – 分光結晶のなす角度)が常に一定(本機器は40°らしい)になるように動きます。
・ 試料、分光結晶、検出器の3点を通る円の半径が常に一定になるように動きます。
この円のことをローランド円と呼び、CH1, 2の半径は140mm、CH3, 4は100mmです。


L値と特性X線の波長(l

WDXのスペクトルの横軸はL(mm)です。
このLは上図の長さで、

L = 2Rsinq ・・・ ①

であらわすことができます。
また以下のブラッグの式を満たすときに分光結晶は回折します。

2dsinq = nl ・・・ ②
dは分光結晶の面感覚、lは特性X線の波長、nは自然数)

①、②から、

L = nRl/d ・・・ ③

それぞれのチャンネルで分光結晶を一つ選択したときRとdの値が決まるため、
Lとにより特性X線の波長lを決めることができます。