放射光(X線)で小さなものを観察する大きな2つの施設

BL02B1


ビームラインの概要

BL02B1は、単結晶のX線回折実験を行うステーションであり、大型湾曲IPカメラ、CCDカメラ及び多軸回折計が設置されています。ベンディングマグネット光源をインクラインド配置可能な2結晶モノクロメーターにより、設計上、8 keVから115 keVの単色X線を分光することが可能です。最近では、大型湾曲IPカメラによる機能性材料の精密構造解析に重点を置きビームラインの整備が進められています。


研究分野

無機、有機物質を問わず単結晶の構造決定については、大型湾曲IPカメラと半導体検出器が用いられています。高エネルギーX線を用いることにより重原子を含んだ無機物質であっても吸収の効果をほぼ無視して構造決定することが可能です。また、大型湾曲IPカメラは、統計精度の高いデータを収集することができ、電子密度レベルの精密構造解析を行うことも可能です。


光源と光学系

BL02B1の光学ハッチ内には、2結晶分光器及びその上流側と下流側に白金コート全反射ミラーが設置されています(ビームラインの概略図)。2結晶分光器と下流側の第2ミラーは傾斜・昇降架台の上に設置されており、上流側の第1ミラーの入射角度によって2結晶分光器と第2ミラーの高さ調整し、X線を水平方向に出射しています。また、放射光X線は第1ミラーのベント量を調整することにより平行化された後、2結晶分光結晶で分光されます(エネルギー分解能:ΔE/E=10-4)。第2ミラーは、ベンド量を調整することによりX線の垂直方向の集光が可能です。この全反射ミラーは、X線の平行化及び垂直方向の集光だけでなく、高次光を除去するためにも配置されています(8keVから60 keVで使用)。60 keV 以上では全反射ミラーは使用せず、高次光の除去は2結晶分光器をデチューンすることで行います。2結晶分光器の第2結晶はサジタル集光機構を採用しており、X線の水平方向の集光も可能です。試料位置のビームサイズは、最小で垂直高さ0.1mm(FWHM)、水平幅0.1mm(FWHM)になります。この時の光量は最大で1010photons/secとなります。


図:主要光学素子のレイアウト

表:試料位置でのX線特性


問い合わせ先

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杉本 邦久
(公財)高輝度光科学研究センター(JASRI)
〒679-5198 兵庫県佐用郡佐用町光都1丁目1-1
Phone : 0791-58-2750
FAX : 0791-58-0830
e-mail : ksugimoto

安田 伸広
(公財)高輝度光科学研究センター(JASRI)
〒679-5198 兵庫県佐用郡佐用町光都1丁目1-1
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中村 唯我
(公財)高輝度光科学研究センター(JASRI)
〒679-5198 兵庫県佐用郡佐用町光都1丁目1-1
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BL02B1


Outline of beamline

BL02B1 is designed for studies of single crystal structure analysis and there are a large cylindrical image-plate (IP) camera, hybrid photon counting detector and 4-circle diffractometer made by HUBER. In conceptual design, the double silicon crystal monochromator can select the X-ray energy between 8 and 115 keV from synchrotron X-ray radiation through bending magnet by inclined geometry.
However, many experiments actually carry out using the X-ray energy range between 12 and 35 keV. Right now, we are focus and push to research for precise structure analysis of functional materials by the large cylindrical IP camera in this beamline.


Research field

The large cylindrical IP camera and hybrid photon counting detector are very useful for crystal structure determination of not only inorganic materials but also organic materials. It is possible for inorganic materials to analyze crystal structure by using high X-ray energy, even if it composited by heavy atoms. This large cylindrical IP camera can observe high statistic data. We can therefore carry out to research for precise structure analysis, especially for charge density study.


Light source and optical system

There are two mirror coated with platinum at upstream and downstream position of the double crystal monochromator (see schematic view of beamline). The double crystal monochromator and secondary mirror set up on the deflection and elevation stage and the height of stage is aligned in dependence on the glancing angle of first mirror. Synchrotron X-ray radiation is collimated by first mirror to first crystal of monochrometor, and the X-ray energy is selected by double crystal monochromator (energy resolution: ΔE/E=10-4). Secondary mirror can focus X-ray beam for vertical direction by mirror bended. These mirrors are also useful to not only focus X-ray beam but also cut off high order X-ray energy (8 - 60 keV). For over 60 keV there mirrors are removed and high order X-ray energy is cut off by detuning of double crystal monochrometor. The sagittal focusing system of secondary crystal of monochromator can focus X-ray beam for horizontal direction . The beam size (FWHM) is 0.1 mm×0.1 mm (H×V) at sample position. Maximum photon flux is 1010 phtons/sec.


図:主要光学素子のレイアウト

表:試料位置でのX線特性


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Nobuhiro YASUDA
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Yuiga NAKAMURA
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