共鳴ラマン散乱測定法　（Photon Factory）

湾曲型グラファイト+CCDカメラ

阿部　洋 （防大材料）、　齋藤寛之 (SPring-8)、中尾裕則 (東北大院)、伊藤　（現在、アメリカにいます！）

CCD使用法は
http://genesis.bk.tsukuba.ac.jp/CCD_inst/CCD_starter.html

1.　はじめに

　原子番号の近い原子間の原子短範囲秩序度 (SRO: Short-Range Order) を測定するために異常散乱を用いる必要性がある1) 。　SROからの散漫散乱強度が非常に弱いため、コンプトン散乱、吸収端近傍での蛍光X線や共鳴ラマン散乱などの非弾性散乱を無視することができない。そこで、Oak Ridge National Laboratory (ORNL)  の G.E.Ice, C.J.Sparks らが ORNL beamline (X14A in National Synchrotron Light Source) に非弾性散乱測定装置（図1）を導入して2)、実験的に非弾性散乱成分を取り除くことに成功した3,4) 。異常散乱を用いてSROの測定・解析は、世界ではじめて日本のPFで行われていたので5,6)、X14A(NSLS)での準結晶の SRO散漫散乱測定7)をきっかけにBL-4C(PF)に同じような測定システムの導入した。
 

図1　X14A(NSLS)の光学系。検出器は1次元PSPCで1秒間に6000カウント以上入れられないのが欠点。

2.　湾曲型グラファイト
 

図2　湾曲型グラファイトと光学系の幾何学的関係。

    Rs = F1sinθA  , F1 = F2
 
λ(Å) E (keV) θA (deg.) F1 = 40 (cm) F1 = 60 (cm) F1 = 80 (cm)
1.493 8.304 12.86 8.9 13.4 17.8
1.531 8.098 13.19 9.1 13.7 18.3
1.613 7.686 13.91 9.6 14.4 19.2

　 PG DATA of X14A (NSLS)
     the sagital radius:      Rs = 10 cm
     Mosaic spread:          FWHM = 0.8o

     Energy Resolution:     cal = 8.9 eV (7.5 keV, F1 = 40.6 cm) 2)
                                   cal = 8   eV (7.480 keV) 2)
                                   obs = 16 eV (8.300 keV) 2)
                                   obs = ? eV (7.6 keV) 3)
                                   obs = ?eV (7.092 keV) 3)
                                           (8.327 keV) 4)
                                           (8.097 keV) 4)
                                                            7)
   PG DATA of BL-4C (PF)
     Panasonic Graphite (Pyrolytic Graphite)
     the sagital radius:      Rs = 10 cm
     Mosaic spread:          FWHM = 0.6o  Grade PGX05
     Size:                       40*40 +- 0.5 mm
     Thickness:               2.0 +- 0.2 mm
 

3.　ヘリウムパス
 
 
 
 

4.　CCDカメラ

       HAMAMATSU dual MODE COOLED CCD CAMERA C4880
       蛍光体：                    CsI  (thickness 10μm)
       1 Pixel size:              20μm×20μm
       実際の位置分解能：   2〜3本のファイバー   70μm×70μm 



 
 

5.　テストデータ
 
 
 
 
 

6.　高温装置
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

References

1) 大嶋建一, 日本結晶学会誌 39, 49 (1997).

2) G.E.Ice, C.J.Sparks, Nuclear Instruments and Methods in Phys. Research A291, 110 (1990).

3) L.Reinhart, J.L.Robertson, S.C.Moss, G.E.Ice, P.Zschack and C.J.Sparks, Phys. Rev. B45, 2662 (1992).

4) B.Schonfeld, G.E.Ice, C.J.Sparks, H.-G.Haubold, W.Schweika and L.B.Shaffer, Phys. Stat. Sol. (b) 183, 79 (1994).

5) S.Hashimoto, H.Iwasaki, K.Ohshima, J.Harada, M.Sakata and H.Terauchi, J. Phys. Soc. Jpn. 54, 3796 (1985).

6) 橋本眞也, 日本結晶学会 42, 486 (2000).

7) H.Abe, N.Tamura, D.Le Bolloc’h, S.C.Moss, Y.Matsuo, Y.Ishii, J.Bai, Mater. Sci. & Eng. A 294-296, 299 (2000).


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Last Modified: April 1, 2009