Microsoft PowerPoint - XAFS実験の基礎2013改.pptx

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うたろうひでやま
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1 XAFS 実験の基礎

2 測定の前に理論のおさらい XAFS とは X-ray Absorption Fine Structure (X 線吸収微細構造 ) 測定するのは物質の吸光度放射光 (X 線 ) I 0 Sample I I = I 0 exp( μ t ) I 0 : 入射 X 線強度 I : 透過 X 線強度 t : 試料厚さ μ: 線吸収係数入射 X 線のエネルギーを変えて測定すると ient / arb. unit Ab bsorption coeffici Pt L 3 edge Energy / ev X 線吸収スペクトルが得られる吸収端 (edge) K 吸収端 L 3,2,1 吸収端 XANES EXAFS エッジジャンプ (edge jump) ホワイトライン (white line) 2

3 測定の前に理論のおさらい物質が X 線を吸収すると XAFSで重要となるのは透過 X 線蛍光 X 線オージェ電子光電子内殻電子が励起されたときの反応を覚えておく XAFS スペクトルを得るためには入射 X 線強度透過 X 線強度 or 蛍光 X 線強度 or オージェ電子強度 3 このデータセットを各エネルギーで取得する必要がある

4 試料の準備 1 測定可能な試料 XAFSの特徴 1 X 線が透過可能ならば試料の状態を選ばない固体ナノ粒子溶液ガス測定可能 XAFSの特徴 2 試料中に複数の元素が存在してもよい目的原子の内殻電子のみを励起する元素選択性透過法の限界 ( 目的元素が ) 低濃度な試料吸収端がかぶる元素が共存する試料試料の表面のみの情報が知りたい測定法を工夫すれば μt/arb..unit 1 Nd L II -edge Fe K-edge 0 Sm L III -edge Sm L II -edge 4-1 測定可能になる可能性あり E/eV

5 試料の準備 2 最適な試料の厚さ ( 量 ) はいくらか? 詳細は XAFS 実験ステーションの手引き (KEK Internal2001-5) X 線の吸収 : I / I 0 = exp( μt) = exp( μ t) M ρ 質量吸収係数 : 表になっている文献値を探す or Victoreen の式から求める計算方法 μ M : 質量吸収係数 (cm 2 /g) ρ : 試料の密度 (g/cm 3 ) μ M 3 4 = Cλ Dλ λ : X 線の波長 International Tables for X-ray Crystallography, Vol.3 吸収端の前後で試料全体の質量吸収係数を算出するエッジジャンプが 1 となるような試料厚さを決める吸収端後の μt が 4 を超えていないかを確認する 5 超えていれば吸収端後の μt が 4 になるように計算し直す

6 試料の最適な厚さ吸収端でのジャンプ ( Δμt) を余り大きくしない Δμt < 2にしたい Δμt = 1 程度がbetter 例 )Δμt 3の場合吸収端前後での X 線の強度は 20 倍変わる吸収端前アンプ出力 2 V 吸収端上アンプ出力 0.1 V 試料によってはスペクトルの両端での強度差 6

7 試料の準備 3 実際の計算例 :0.1 01mol/l l/lcu 2+ 水溶液で Cu の K 端 (8980 ev) を測定する Victoreen 式の係数は元素 C 1 D 1 C 2 D 2 μ M 3 4 = Cλ Dλ λ : X 線の波長 Cu H x10-5 O 質量吸収係数は ( 重量分率で足しあわせる ) 吸収端の前では :μ t = 7.42t cm -1 吸収端の後では :μ t = 9.00t cm -1 ρ = 1 g/cm 3 としたエッジジャンプを 1 にするには 9.00t 7.42t = 1 より t = 0.63 cm このとき吸収端の前では :μ t = 4.67 cm -1 吸収端の後では :μ t = 5.67 cm -1 となり μ t が 4 を超えている NG 吸収端後の吸収を 4 にするには μ t = 9.00t= 4 より t = 0.44 cm このときエッジジャンプは 0.70となるこの程度であれば測定可能 mol/l では? 7 エッジジャンプ1では厚さ6.25 cm, 最大 μtが45.3となってしまう NG 最大吸収を4とすると厚さ0.54 cm, エッジジャンプが0.10となるかなり厳しい

8 試料の準備 4 簡単な計算方法試料厚さ計算ソフトウェアを利用する PF では SAMPLEM4M というソフトウェアを公開しています試料中の組成をモル比で入力 2 測定したい元素を選択 3 粉体か溶液かを選択 4 粉体の場合はペレットの直径溶液の場合は密度を入力 5Calculateボタンを押す 6 結果が表示される 6 8

9 試料の準備 5 試料の形状粉体の場合計算で得られた分量をペレットに整形量が少ない場合はBN( 窒化ホウ素 ) を混合して整形する少量の場合はスコッチテープにハケで塗る方法もあるこの場合は複数枚を重ねて試料の均一化を図るできるだけ細かく砕くことが重要溶液の場合計算で得られた光路長となるようにセルを作成するセルはアクリル等で作成しX 線が透過する部分に穴を開けカプトンを貼ると良い薄膜の場合基板上に成膜されている場合 X 線が透過するか検討する必要ありサブミクロンの厚さであれば複数枚を重ねて測定するバルク ( 塊 ) の場合薄く切り出す ( およそ数 ~ 数十ミクロン ) ことができればカットする透過法では試料形状の制限により測定できないものがある 9 他の測定手法を検討

10 ビームラインの準備ビームラインはシャッターを開けば実験ハッチ内に放射光が導かれるように維持されているが効率よく測定を行うには若干の調整が必要であるユーザーが操作する主な機器分光器 ( モノクロメータ ) 高次光除去ミラー ( 必要なときのみ ) 実験ハッチ内定盤とスリット ( 軸あわせ ) X 線検出用電離箱 ( イオンチャンバー ) 電流アンプデータ測定用 PC ソフトウェアのマニュアルは各ステーションの冊子もしくは PFXAFS k / / f f / を参照 10

11 ビームラインと光学素子 PF ring bending magnet ビームライン BL-9A 11

8keV 以下だと回折格子を使って分光している例えば Si(111) Si(220) Si(311) Si(511) d = 3.1356 A d = 1.

12 ビームラインと光学素子放射光の単色化 Bragg law nλ = 2dsinθ 単結晶 ( 多くは Si) を用いた結晶分光 λ : X 線の波長 PF では18k 1.8 kev 以上は結晶分光 1.8keV 以下だと回折格子を使って分光している例えば Si(111) Si(220) Si(311) Si(511) d = A d = A d = A d = A カム式二結晶分光器 A. Koyama, et al., Rev. Sci. Instrum., 63, 916 (1992) なぜ二結晶なのか? 定位置出射 12 単色化純度の調整が可能エネルギー分解能向上

13 X 線の分光 ( 単色化 ) 分光結晶 ( モノクロメーター ) Si Geなど Bragg の条件が成り立つ方向にだけ回折光が強め合う nλ = 2dsinθ n 整数 d λ 結晶の格子間隔 X 線の波長

14 ビームラインと光学素子放射光の純化 Bragg law ロッキングカーブの測定 nλ = 2dsinθ 例えば Si(111) で θ = の時 n =1 では λ =10A ( A ( kev) n = 2 では λ = 0.5 A ( kev) 消滅則 n = 3 では λ = A ( kev) n = 4 では λ = 025A ( A ( kev) n = 5 では λ = 0.2 A ( kev) Si(111) の場合は n = 2, 6, 8 (n < 10) が消滅二結晶の平行度を僅か ( 数秒程度 ) にずらすと三次光の寄与を大幅に低減することが可能平行度の detune 13

15 ビームラインと光学素子放射光の集光多くはミラーを用いて集光水平発散 :0.2 mrad 垂直発散 :0.02 mrad とすると光源から 30 m 地点の光のサイズは 6 mm(h) 0.6 mm(v) 一般的な集光サイズは 1 mm(h) 0.4 mm(v) 円筒面湾曲円筒面トロイダル面汎用的な縦横集光 14 回転楕円面

16 ビームラインと光学素子放射光の集光ミラーの反射率 15

17 ビームラインと光学素子放射光の純化ミラーの反射率高次光が反射しないような角度でミラーを設置するダブルミラーシステムにすれば光の傾斜も変化しない 8 kev Si(111) の回折 Si(333) の回折三次光 24 kev 17

18 X 線の検出様々な X 線検出器積分型 0 次元 1 次元 2 次元電離箱 (=イオンチャンバ) 蛍光収量用電離箱 (=ライトル検出器) フォトダイオードアレイ (PDA) 一次元電離箱マイクロストリップ検出器 X 線フィルムイメージングプレート CCD パルスシンチレーションカウンタションカウンタ位置敏感プロポーショナル型プロポーショナルカウンタカウンタ (PSPC) フォトダイオード一次元 SSD アバランシェフォトダイオード固体半導体検出器 (SSD) シリコンドリフト検出器 (SDD) 18

2) E : 光子エネルギー (8000 ev) e : 電荷素量 (16x10 (1.

19 X 線の検出電離箱検出器 ( イオンチャンバ ) 0 次元積分型 X 線がガスをイオン化して生じる電荷を計測例えば窒素ガスのイオンチャンバで 8 kev の X 線を測定する場合の検出電流 (i) は i = αeen i = α en W α : 検出効率 (0.2) E : 光子エネルギー (8000 ev) e : 電荷素量 (16x10 ( C) N : 入射光子数 (10 9 photons/s) W : 窒素ガスのイオン化エネルギー (30 ev) i = A 透過型検出器となる感度が場所的に均一受光面が大きいガスを選択して検出効率を最適化できる 19 時間分解能と位置分解能が低いエネルギー分解能がない

20 X 線の検出電離箱検出器 ( イオンチャンバ ) 0 次元積分型 20 飽和領域の電圧を印加すると高い直線性

21 電流増幅アンプ電離箱の出力は微弱な電流 ( 数ナノ A) であるため増幅する必要があるアンプには増幅率 ( ゲイン ) の切り替えスイッチがついておりゲインの変更が必要なときは手動で変更する増幅された信号はハッチ外の計測機器により記録される 21

22 スペクトルの測定測定プログラムの立ち上げ現行バージョンは PFXAFS Version3 QXAFSで測定する場合はQXAFS Version8 どちらもWindowsベースでマニュアルも準備しているエネルギーキャリブレーション通常は標準物質の XANES 測定を行い得られたスペクトルから吸収端のエネルギーを決定しエンコーダをリセットするユーザーによって吸収端エネルギーの基準が異なるためエンコーダの読み値は毎回変更されているビームラインに用意してある金属フォイルもしくは毎回同じ標準試料を持ち込んで基準としないと過去のデータとの整合性がなくなる本番スペクトルの測定電離箱はX 線が入射しなくてもある程度のシグナルを出すのであらかじめアンプのオフセットを測定する必要がある測定はソフトウェアの指示に従えば問題なく完了するはずである 22

23 データフォーマットデータの処理フォーマット PF SPring-8 での標準フォーマット測定場所日時蓄積リング運転状況モノクロメータの結晶測定パラメータ Calc. Angle 2Obs. Angle 点あたりの測定時間 4I 0 電離箱の強度 5I 電離箱の強度

24 XAFSデータ処理ソフトウェアよく利用されるソフトウェアデータの処理 2 Athena & Artemis [IFEFFITパッケージ] (Win/Mac/UNIX フリー) XAFSのデータ処理 (XANES EXAFS 解析 ) はほぼこれだけで行える REX2000 (Win 有料 ) リガクが開発しているソフトウェア PFの共用 PCにはインストールしてある詳細なXANES 解析を行いたい人向け FEFF [Version 8, 9] (Win/Mac/UNIX 有料) XAFS 理論計算プログラム Version6はフリーでIFEFFITパッケージに含まれている (EXAFS 解析は Version6 で十分 ) 24 日本語ドキュメントソフトウェアの使い方は実習で!

25 よりよいデータ取得のために 1

26 サンプルの均一性座標 (x, y) での検出強度 I 0 (x, y) α(x, y) 座標 (x, y) での透過率 α(x, y) 座標 (x, y) での強度 0 I (x, y) I 0 I I で検出される X 線強度 I = I 0 (x, y)*α(x, y)dx dy 試料薄い Iは大きくなる試料厚い Iは小さくなる XAFSはα(x, y) の加重平均を測定しているので不均一があると正しい吸収係数を測定していないエネルギー掃引中には強度分布が変化 S/N が劣化 26

27 透過法実験でのサンプル調整の重要性 BL-12Cで1 点 1 秒の蓄積 Ge K 吸収端 A 3 k 3 χ/a GeサンプルとBNを混ぜメノウ乳鉢ですり潰し混合した後油圧式プレスで成型した試料 k/a 上記の試料をメノウ乳鉢で20 分すり潰し手動加圧のペレット成型器でディスク成型同じ試料でも試料調整へのちょっとした配慮でスペクトルの質が向 27 上する場合がある多くの場合 XAFSスペクトルの質は光子束ではなく試料の均一性で決まる

28 高次光の影響電離箱に入射する高次光割合が増加するとスペクトルが大きく歪むよりよいデータ取得のために 2 高次光の影響を抑えるには最適な電離箱ガスの選択デチューンによる方法モノクロメータの2 結晶の平行性をずらす高次光除去ミラーによる方法ミラーによるX 線の反射率のエネルギー依存性を利用する Ti-K 5 kev 3 rd 15 kev 28

29 失敗例 1 不均一な試料よりよいデータ取得のために 3 試料中の不純物 Cu (8980 ev) Zn (9660 ev) 振幅が小さい配位数が小さく見積もられる 29 解析時に高エネルギー側は大きな重み付けをされる

30 失敗例 2 厚すぎる試料よりよいデータ取得のために 4 妨害物 Fe(5μm)+Al(360μm) 試料を止めていたテープに X 線が当たった Fe(2.5μm)+Al(180μm) 30 30

31 透過法の限界 5wt% CuO/BN 0.1wt% CuO/BN 31

32 透過法の限界と蛍光法 0.1wt% CuO/BN 蛍光法透過法透過法蛍光法 ( 黒点線 :5wt% での透過法 ) 32

33 蛍光 XAFS 蛍光量子収率 (Fe: 0.30 Mo: 0.75 原子番号順に単調増加 Sn 以上はほぼ1.0) 検出器が見込む立体角目的原子の線吸収係数試料の厚さ I f = I 0 ε Ω μ x (E) 4π 1 exp ( μ t (E) + μ t (E f ))d μ t (E) + μ t (E f ) { } [ ] 試料の全吸収係数蛍光 X 線のエネルギー入射 X 線のエネルギー infinitely thin limit μt ( E) + μ t ( Ef ) << 1 I f = I 0 ε Ω 4π μ x (E)d infinitely thick limit Ω μ x (E) I f = I 0 ε { μ t (E ) + μ t (E f )}d >> 4.6 4π μ t (E) + μ t (E f ) (exp 項が 0.01 未満 ) I f I 0 33 I μ x (E)

34 FILTER の機能 (1) 蛍光 X 線を透過し弾性散乱を吸収 X 線回折で使う β フィルターと同様多くの場合 Z-1 が適当 Elastic scattering Z=22(Ti) 以下では適当な材質がない

35 ライトル検出器 : フィルターとソーラースリットの意味フィルターなしソーラースリットなし Ni フィルター (μt=6) 有りソーラースリットなし 2 mm の硫酸銅 (II) 水溶液からの発光 X 線を SSD で測定 ( 入射 X 線は 9.92 kev) Ni フィルター (μt=6) 有りソーラースリット有り + 35

36 蛍光法が適用できる濃度条件黒点線 :5wt% での透過法 36

37 蛍光法が適用できる濃度条件 CuSO 4 水溶液容量モル濃度 02mM 0.2 2mM 20 mm 200 mm 重量パーセント wt% wt% 0.13 wt% 1.3 wt% 原子パーセント at% at% at% 036at% 注意 :Cu(II) イオン水溶液についての値

38 高度な測定法蛍光法 3 蛍光法で用いる検出器半導体検出器 (SSD) MCA により電気的な波高分析が可能分析調整保守に手間がかかるがそれを上回るメリットる μt 蛍光 XAFS 用電離箱 Au5908 (a) μt 多素子半導体検出器 Au5a38 (b) E/keV 0.1 ut(raw) ut(cor) E/keV 19 素子 SSD 非常に高価であるため使用前にはスタッフから講習を受けること 38

39 透過法? 蛍光法? 蛍光法が適用できる試料高度な測定法蛍光法 4 Thick and Dilute ( 希薄試料 ) ex. 0.01mol/l aq. Thin and Concentrated ( 薄膜吸着層 ) ex. 100A の薄膜高濃度試料では蛍光測定において自己吸収によりスペクトルが歪む測定の基本は透過法どうしても透過法で測定できない場合のみ蛍光法を用いる 39

40 高度な測定法転換電子収量法 X 線を吸収して励起した原子から放出されるオージェ電子を測定 X 線吸収とオージェ電子放出が比例することを利用する蛍光とオージェ電子放出は裏表の関係軽元素ほどオージェ電子放出確率が高い表面敏感 40 ガラス基板上の Fe 3 O 4 (t<1μm)

41 高度な測定法 QXAFS 通常のXAFS 測定 (Step Scan) の場合モノクロメーターの角度を止めて吸光度データを溜め込む 1スペクトルを得るのに最低でも数分かかる時間分解能は分オーダー 41

42 Quick Scan (QXAFS) の場合モノクロメーターを止めることなく連続で角度を掃引 1スペクトルを得るのに数秒 ~ 分かかる時間分解能は秒 ~ 分オーダー 42

43 高度な測定法 QXAFS Quick Scan XAFS 測定測定のロス時間が短縮され最速で 20 秒間隔 * での繰り返し測定が可能比較的遅い化学反応の追跡等に利用できる * スペクトルの S/N や測定範囲とのトレードオフ 43

44 高度な測定法 DXAFS 波長分散型 XAFS(Dispersive XAFS) 測定機械的な動作が無く XAFS スペクトル全域を同時に測定時間分解能はミリ秒 ~サブナノ秒湾曲結晶サンプル E 主要構成要素湾曲結晶一次元検出器一次元検出器 44 T. Matsushita and R. P. Phizackerley, Jpn. J. Appl. Phys., 20, 2223 (1981).

45 PF で利用できる XAFS ステーション XAFS 測定は硬 X 線 ~ 軟 X 線まで様々なステーションで実施できるが XAFS 専用ステーションの利用をおすすめする XAFS 測定がメインで運用されている硬 X 線 BL PF BL-9A BL-9C BL-12C PF-AR NW-2A NW-10A PF 実験ホール 45

46 特殊環境下での XAFS 測定高温低温測定 (10K~1000K) 1000K) In-situ 測定 ( 触媒反応電池充放電反応 ) 蛍光法測定 ( ライトル検出器 SSD) 転換電子収量測定全反射 XAFS 測定時間分解測定 ( 高速度測定 ) QuickScan ~ 数秒 DXAFS ~ 数ミリ秒軟 X 線 XAFS(BL-7A 7A, BL-11A,B, BL-13A,BL-16A) マイクロビーム XAFS(BL-4A, BL15A( 予定 )) 放射性物質の XAFS 測定 (BL-27,B) 46 これらの測定は実績が多く比較的容易に対応できる

47 付録 PF XAFS 測定マニュアル - 透過法編 - 47

48 XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) 1 ハッチ内を確認して透過法用 XAFS セットアップになっていることを確認するもしセットアップがおかしければスタッフに連絡する 9A, 12C: 1x1 mm 2I 0 前スリットを希望するサイズに設定する 9C,NW10A: 2x1 mm 7C: 5x1 mm クライオクーラー無いステーションもあります XAFS 定盤 I 0 前スリット I 0 用電離箱 I 用電離箱サンプルホルダー光学ベンチ 48 サンプルホルダーはハッチ内の棚に置いてあることもあります

49 XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) 3 電離箱のガスを選択しガスの元栓を開きますガスの選択は利用の手引きを参照バイパスバルブ電離箱のサイズ混合ガスの種類エネルギー検出効率高次光に対する検出効率上から 1 次 VS2 次 1 次 VS3 次 1 次 VS4 次検出効率はI 0 :10~20% I:~90% Si(111) モノクロでは2 次光は出ませんが 3 次光は出ます混合ガスセレクターガスボンベの元栓は通常開いたままですガス置換の際は5 分ほどバイパスを開く ( 電離箱からの強度が安定するまで待つ ) 49 Krガスは高価なので無駄遣いしないこと電離箱のガス栓

50 XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) 4サンプルをセットせずに一旦ハッチを閉めて放射光をハッチ内に導く 1 退出ボタン押す 2 ハッチ閉める ( 音が止まる ) 3 鍵を回すシャッターは上流から開ける MBS BBS DSS 退出ボタンここが点滅から点灯に変わると音が止まるステーションコントローラにキーを挿してシャッターを開ける MBSはOpenのみハッチを開ける時は DSS のみ閉じればよい 50 長時間 DSSが閉じているとBBSも自動で閉じるハッチシャッターの開閉状態は状況表示盤で確認できる

13551 @Si(111), 1.63747 @Si(311) n = 1 ( 基本波 ) h プランク定数 c 光速実際には E = 12398.

51 XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) 5 制御 PC において PFXAFS プログラムを立ち上げるモノクロメータを目的のエネルギーにセットする入力は角度で行う ( ブラッグの法則 2dsinθ = nλ 光のエネルギー E = hν = hc/λ) d = n = 1 ( 基本波 ) h プランク定数 c 光速実際には E = /(2*d*sinθ) で計算している * E2A コンバータというソフトも準備している継続性を考慮入力実行継続性を考慮して物理定数の更新はしていない 51 1~3 のどこでもよい

52 XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) 6 電離箱の強度表示盤を確認し I 0 シグナル強度が適切かどうかを判断する最適な測定環境は 1~10V 10V 以上では測定不可能 1V 以下では測定可能だが S/N が落ちる最適範囲になければハッチに内にある電流増幅アンプのゲインを変更する場合によっては電離箱の位置を調節するゲインは 10 倍単位での変更になる I 0 強度 I 強度 ln(i 0 /I) ゲイン調節つまみ 52

53 XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) 7I 0 強度が最大になるように光学系の調整を行うピエゾ素子は直接つまみを操作する XAFS 定盤上下 (z) とI 0 前スリット左右 (x) はPC 上のMotorControl ソフトウェアから行う XAFS Stage Up/Down Slit X in front of I0 chamber 調節つまみマニュアル設定ピエゾコントローラはステーションによって形式が異なる Δθ1 もしくは PZT の表記がしてある MotorControlでは自動設定をおすすめする推奨 Step 100μm, Num 10 1 回では最大値に収束しない場合もある終わったらログブックに数値を記入しておく自動設定自動設定パラメータ 53

54 XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) 8サンプルホルダーにリナグラフ ( 感光紙 ) をセットしてサンプル位置に置き放射光を照射するエネルギー & ステーションによって異なるが十数秒 ~1 分程度感光後位置決めレーザーとリナグラフの感光した部分が一致しているかを確認するずれていれば位置決めレーザーの軸を微調整する軸調整つまみ放射光を出すときは保護用の鉛版を差し込んでおく鉛版 54

55 XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) 10 標準サンプルをセットしエネルギーキャリブレーション用のスペクトル測定を行うこのときI 電離箱の強度を確認してアンプのゲインを調整する PFXAFSソフトウェアからXANES 測定用のパラメータを読み出す Set Standard [XANES] 元素と吸収端を選択積算時間は金属箔の場合 0.1 秒程度 ( 試料によって異なる ) 最後に Set ボタンを押すセットした測定パラメータはここに表示される Measure ボタンを押すと測定画面になる指示通りにファイル名の設定オフセットの測定本測定と続く ch3 は暗電流の 55 Transmission 測定時はを選択シャッターを閉じる

56 XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) 11 取得したスペクトルを分析しエネルギーキャリブレーションを行う ( 前編 ) PFXAFSのOperations メニューからDataViewを起動する測定直後であれば Plot ボタンを押せばスペクトルが表示される一旦閉じてしまった場合 or 過去のデータが見たい場合はReadボタンを押すと測定済みデータが読み出せる Obs.Angle を記録する画面をクリックor 矢印ボタンでカーソルを移動させて吸収端としたい場所に持って行く吸収端の定義は様々であるがホワイトラインのトップや立ち上がりの一次微分の最大値をとる人が多い場所を決めたらその場所の 56 Obs.Angleをノートに記録する

57 XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) 12 取得したスペクトルを分析しエネルギーキャリブレーションを行う ( 後編 ) 先ほど記録した Obs.Angle をPFXAFSに入力してモノクロメータをその角度に持って行くエンコーダーが入力した角度を指していることを確認する ( ただし最後の一桁は ±1 程度の誤差は出る ) 数字キーを押して修正したい数値を入力後 ENTボタンで確定する吸収端のエネルギーは文献から探してくると良い利用の手引きにも掲載されている文献によって多少数値が異なるので注意 57

58 13 本測定を行う ( 前編 ) XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) サンプルホルダーに実サンプルをセットしてハッチを閉じる I 0 およびIの強度を確認して必要であればアンプのゲイン調整のゲイン調整 PFXAFSソフトウェア上で測定パラメータを設定する Set Standard [EXAFS] 自分でパラメータを 1 から作成することもできる詳しくは PFXAFS のマニュアルを参照キャリブレーションの時と同様だが EXAFSの場合は測定ブロックが4つに分割されている積算時間は 1~3 秒程度後ろのブロックほど長くとる 58

59 14 本測定を行う ( 中編 ) XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) オプションを設定し Measure ボタンを押すコメントの入力ファイル名の指定 Ch.3 Transmission を選択 Repetition 測定の繰り返し回数を設定 Auto Print 測定終了時にスペクトルを印刷 Buzzer ON 測定終了時にブザーが鳴る I 0 Transmission 解析ソフトに Athena もしくは REX2000 を利用する場合は Athena Output REX Outputを選択しておけばフォーマットの変換なしにこれらのソフトで読み込める形式のファイルも出力される 59

60 15 本測定を行う ( 後編 ) XAFS 測定マニュアル ( 透過法編 ) シャッターを閉じてオフセットを測定するオフセットの再測定が必要となる場合アンプの Gain RiseTime のいずれかを変更した電離箱のガス高圧電源のいずれかを変更した前回の測定からアンプと電離箱の設定を変更していなければ測定ごとに再計測する必要はない Use Theseを押してスキップする測定を途中でやめたい場合は右上の Breakボタンを押す測定中断測定オプションの変更積算時間の変更積算回数の変更が行える 60

61 PF BL-9A Top view 参考資料 XAFS 実験ステーションの全体図光軸 (Side view) 実験ハッチ内部モノクロメータ集光ミラー DSS 61 高次光除去ミラー

62 困ったときは実験前の相談実験中のトラブルはビームライン担当者にご連絡ください実験中のトラブルはビ BL9A 阿部仁 BL9C 阿部仁 BL12C 仁谷浩明 NW2A 阿部仁 NW10A 仁谷浩明 XAFS-Gr: 阿部仁仁谷浩明丹羽尉博小山篤仁谷浩明産業利用 : 西野潤一脇坂祐輝 62

シンクロトロン光スペクトル偏向電磁石による光の強度およびアンジュレータ (APPLE-II 型,300 ma) 光の輝度整備ビームライン仕様概要 1. 当初整備ビームライン一覧 ( 計算値 ) ビームライン名測定手法 BL5S1 材料化学状態構造分析 Ⅰ 硬 X 線 XAFS 蛍光分析 B

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