ビームライン概要
BL5S1は、硬X線領域のXAFS測定によって材料中の原子の化学状態や局所構造を解析することで、付加価値の高いものづくりの支援を行うことを目的としたビームラインである。現在チタン（Ti）からモリブデン （Mo）までのK-吸収端、セシウム（Cs）からビスマス （Bi）のL-吸収端を測定対象としている。透過法、蛍光法、転換電子収量法による測定が可能であり、in-situ XAFS実験をサポートする実験ガス供給排気設備も備えている。更に、大型の光学定盤を備えていることから、持ち込み装置を使用した自由度の高い実験や、大きな試料の測定が実施可能である。
| 光エネルギー | 5～22 keV (0.25～0.056 nm) |
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ビームサイズ
(高さ mm × 幅 mm)
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0.5 mm x 0.5 mm ※低エネルギー配置 5 ～ 9 keV 0.5 mm x 0.5 mm ※通常エネルギー配置 7 ～ 18 keV 1.0 mm x 5.0 mm ※高エネルギー配置 17 ～ 22 keV |
| 分解能(E/ΔE) | 7000 @12keV （※ Si (111) 計算値） |
| 光学系 |
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| 光子数 |
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| 測定可能元素 |
・低エネルギー配置 (Ti ～ Ni K端 , Cs ～ Tb L端)
・通常エネルギー配置 (Fe ～ Zr K端 , Eu ～ Bi L端)
・高エネルギー配置 (Y ～ Mo K端)
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典型的な測定例
現在の整備状況
XAFS 測定環境
- Step Scan XAFS
- Quick XAFS (透過法、転換電子収量法)
- マイクロ XAFS (キャピラリー集光： 20 μm） (コーディネータを通して事前相談推奨)
- マッピング XAFS (コーディネータを通して事前相談推奨)
検出器
- イオンチェンバ
- 7素子シリコンドリフト検出器 SDD
- 転換電子収量法用検出器 (蛍光法併用可能) ※サンプルサイズ 30 mm角以内 厚さ 5 mm以内推奨
参照試料
※参照試料はユーザー様にご自由にお使いいただけますが、作製から日数が経過している物もあるため試料の品質 （構造・化学状態など）の保証はいたしかねます。測定されたデータについては、自己責任でご利用いただきますようお願い申し上げます。
精密4軸ステージ
試料の精密な位置決めなどに利用できる精密4軸ステージが常設されています。
ステージはX線照射位置を確認しながら遠隔操作することが可能です。
| 可動軸 | ストローク | 分解能/pls |
| X | ±12.5 mm | 0.5 μm |
| Z | ±7 mm | 0.5 μm |
| φ | ±140 deg | 0.004 deg |
| ω | ±10 deg | 0.0015 deg |
汎用 XZ ステージ（9連試料交換器付き）
右のような49連サンプルホルダーを取り付けて利用可能です 。
| 可動軸 | ストローク | 分解能/pls |
| X | ±50 mm | 4 μm |
| Z | ±50 mm | 4 μm |
In situ XAFS フローセル
| 昇温限界温度(℃) | 昇温速度(℃/min) | |
| 金属セル※ | 650 | ～ 10 |
| 透過用石英セル | 900 | ～ 30 |
| 蛍光用石英セル | 800 | ～ 30 |
※断熱材ありの限界温度 400℃以上の高温域における使用は、石英セルの使用を強く推奨します。
| ガス種 | 使用可能流量 (ml/min) | 使用可能濃度 (%) |
| H2 | 4 ～ 100 | ～ 100 |
| O2 | 4 ～ 200 | ～ 100 |
| N2 | 10 ～ 500 | ～ 100 |
| He | 10 ～ 500 | ～ 100 |
※低流量 (10 ml以下)での利用は安定性の問題からおすすめしておりません。
ガスin out配管 : 1/8 inch Swagelok
サンプルホルダーに関する情報 pdf
各ガス種における昇温試験結果 pdf
リークチェック用のポーダブルガス検知器 (理研計器 SP-220 TYPE SC、GL Sciences LD239)を常備しています
溶液セル
溶液試料の測定のためのPMMA (アクリル)セルを常備しています (品番 : アズワン BRA759116)
光路長 5 mm or 10 mm (画像は5mmのもの)
溶液層の厚みを変更できるセルもございます。使用の際には必ず事前相談をお願いいたします。
溶液試料の準備方法などの詳細は こちら
参考資料・マニュアル等
解析ソフト Athena, Artemisに関するマニュアル
| Title | Updated | Files |
| Athena のインストール方法及びデータの開き方 | 2023.2.15 | |
| Athena の便利な使い方 | 2018.10.9 | |
| AthenaのMain windowの使い方とXANES解析例の紹介 |
2023.6.13 | pdf / data |
| AthenaとArtemisを用いたEXAFSの解析方法の紹介 | 2023.10.17 | pdf / data |
| Athena のマニュアルの日本語訳(作成 / 近畿大学 朝倉 博行先生) | site | |
| Athena,Artemis チュートリアル(作成 / 近畿大学 朝倉 博行先生) | site |
試料準備についてのマニュアル (ペレット作製等)
| Title | Updated | File |
| 透過法用ペレット作製マニュアル | 2023.10.4 | |
| マグネット乳鉢によるペレット用粉末の半自動混合 | 2019.4.19 | |
| ダンシングミルによるペレット用粉末の自動混合 | 2019.4.19 | |
| 溶液サンプルの準備方法 | 2023.6.26 | |
| 49連サンプルチェンジャーへのサンプル取付方法 | 2021.10.28 |
ソフトウェア
| Title | Updated | File | Notes |
| 透過XAFS用溶液サンプル計算 | 2020.5.13 | xlsm | 編集及びマクロを有効にすると使用できます。 |
| 蛍光XAFS時のROI再設定ソフト MCAROI | 2023.1.10 | zip | インストール方法などはマニュアルを参照してください。 |
リンク集
・名古屋大学シンクロトロン光研究センター 硬X線ＸＡＦＳグループのページ
・SPring-8 硬X線XAFSビームライン BL01B1、BL14B2
・KEK-PF PF-XAFS
・九州シンクロトロン光センター BL11
ご不明な点、利用相談はコーディネーターまで
（更新2024.2.28)