−96−
4-30
㜞ಽ⸃⢻ X ✢ಽశߦࠃࠆൻቇ⚿ว⁁ᘒಽᨆ
ㄭᧂ᧪᳢↪ဳൻቇ⁁ᘒಽᨆⵝ⟎ߩឭ⸒
Chemical State Analysis using High Resolution Double-Crystal X-ray Spectrometer:
A proposal for future-oriented multi-purpose spectrometer for chemical state analysis ‛⾰ߦ߅ߌࠆ㜞ࠛࡀ࡞ࠡX ✢ಽశ⎇ⓥળ
High Energy X-ray Electronic State Analysis Research Group
ኹỈ୶ቁ,
ᐶ⋵┙ᄢቇ
દ⮮ཅᤘ,
੩ㇺᄢቇ
Mititaka Teraswa, University of Hyogo Yoshiaki Ito, Kyoto University
㧝㧚ឭ⸒ߩ⢛᥊ ൻቇ⚿ว⁁ᘒߣߪޔ‛⾰ࠍ᭴ᚑߒߡࠆේሶߘࠇߙࠇ߇ᜬߟ․ᓽߩ߭ߣߟߢޔߘߩ‛ ⾰ߩ᭽ޘߥ․ᕈ㧔⸅ᇦᯏ⢻ޔવዉᕈޔశቇ․ᕈߥߤ㧕ࠍࠆ㊀ⷐߥⷐ࿃ߢࠆޕߎࠇࠄ ࠍ⸃ᨆߔࠆߎߣߪޔ‛⾰᧚ᢱಽ㊁ߩᦨ߽ၮ␆ࠍߥߔ㊀ⷐߥ⎇ⓥߢࠅޔⓨ㑆⊛ߥේሶ㈩ 㧔᭴ㅧ⸃ᨆ㧕ߣ૬ߖࠆߎߣߢޔ‛⾰ߩ․ᕈࠍ⸃ߔࠆߎߣ߇น⢻ߣߥࠆޕ ൻቇ⚿ว⁁ᘒࠍ⸃ᨆߔࠆᣇᴺߣߒߡᐢߊ᥉ߒߡࠆߩߪޔX ✢శ㔚ሶಽశᴺ 㧔XPS㧕ߢࠆޕߎߩᣇᴺߢߪޔX ✢▤߿ SR శߥߤ߆ࠄߩ X ✢ࠍ⹜ᢱ㕙ߦߡޔశ 㔚ലᨐߦࠃߞߡߐࠇࠆశ㔚ሶߩᜬߟࠛࡀ࡞ࠡࠍ⚦ߦ⺞ߴࠆߎߣߦࠃߞߡൻቇ⚿ว ⁁ᘒࠍ⸃ᨆߔࠆޕ㔚ሶಽశߢࠆߚޔၮᧄ⊛ߦߪ⹜ᢱࠍ㜞⌀ⓨਅߦࠇࠆᔅⷐ߇ࠆ ߎߣ߆ࠄޔ․ߦᶧ⹜ᢱޔ᳓‛߿↢‛♽⹜ᢱߥߤߪ᷹ቯ߇࿎㔍ߢࠆޕ߹ߚޔ⹜ᢱ߆ࠄ 㔚ሶࠍߐߖࠆߚޔේℂ⊛ߦߪ⹜ᢱ߇ᱜߦᏪ㔚ߔࠆะ߇ࠅޔ․ߦ☳ᧃߩ⛘✼‛ߥ ߤߢߪಽᨆ߇࿎㔍ߦߥࠆ႐ว߇ࠆޕ ߎࠇߦኻߒߡޔ㜞ಽ⸃⢻ੑ⚿᥏Ⱟశ㨄✢ಽశᴺߪޔ᷹ቯߪㅢᏱߩⰯశ㨄✢ಽᨆᴺߣ ࠄᄌࠊࠄߥ߇ޔXPS ߣ߶߷ห╬ߩಽᨆࠍⴕ߁ߎߣ߇ߢ߈ࠆޕಽశ♽߇ੑ⚿᥏ಽశེߣ ߁ㅢᏱߩⰯశ㨄✢ಽᨆߢߪ↪ࠄࠇߥ࠲ࠗࡊߢߪࠆ߇ޔ㜞⌀ⓨ♽߿㜞⌀ⓨ♽ߥߤߪ ਇ↪ߢࠆޕⰯశ㨄✢ಽశᴺࠍ↪ࠆߣ⛘✼߿ṁᶧ⹜ᢱߢ߽ኈᤃߦ㕖⎕უ᷹ቯࠍⴕ߁ߎ ߣ߇น⢻ߢࠆޕ ㄭᐕ Cr ߥߤߩሽᒻᘒߦࠃߞߡᲥᕈߩή߇߹ࠆ㊄ዻర⚛ᳪᨴߥߤߦኻߔࠆᚻシ ߥߘߩ႐ಽᨆᛛⴚߩታߪಾታߥ߽ߩߢࠆޕޟሽᒻᘒߦࠃߞߡᲥᕈߩή߇߹ࠆޠߣ ߁ߩߪޟൻቇ⚿วലᨐߦࠃࠅᲥᕈ߇Ꮐฝߐࠇࠆޠߣ߁ߎߣߢࠆ߇ޔ㘩ຠක⮎ຠ ࠆߪඨዉ᭴ㅧ᧚ᢱߦ㑐ଥߥߊ⺕߽߇ᚻシߦൻቇ⚿วലᨐࠍಽᨆߢ߈ࠆࠃ߁ߥⵝ⟎ߪ ߹ߢߦታߐࠇߡߥޕ ߚߣ߃߫ޔKD, KE ✢ߥߤߩ․ᕈ㨄✢ߩࠛࡀ࡞ࠡ߇ర⚛࿕ߩ߽ߩߢࠆߎߣߪࠃߊ ⍮ࠄࠇߡࠆޕߒ߆ߒ․ᕈ㨄✢ߩࠬࡍࠢ࠻࡞ࠍࠃࠅߒߊ⺞ߴࠆߣหߓర⚛ߢߞߡ߽ߘ ߩൻቇ⚿ว⁁ᘒߩ㆑ߦࠃߞߡ߆ߥ߇ࠄࡇࠢࠛࡀ࡞ࠡߦᏅ߇ࠆߎߣ߇ࠊ߆ࠆޕߎ ࠇ߇ൻቇࠪࡈ࠻ߣ߫ࠇࠆ߽ߩߢޔߘߩઁࡇࠢߩ߿㕖ኻ⒓ᕈߥߤߦ߽㆑߇ࠄࠇࠆ ߇ޔߤߩࠃ߁ߥ㆑߇ߤߩ⒟ᐲࠊࠇࠆ߆ߪర⚛ߦࠃߞߡ⇣ߥࠆޕⰯశ㨄✢ߩൻቇࠪࡈ࠻
−97−
ߪ৻⥸ߦේሶߩଔᢙߣ㑐ଥ߇ࠅޔᄙߊߩ႐วଔᢙߩᄌൻߦኻߒߡන⺞ߦᄌൻߔࠆޕ㜞ಽ ⸃⢻Ⱟశ㨄✢ੑ⚿᥏ಽశེߢ᷹ቯߒߚࠬࡍࠢ࠻࡞ߪޔ⹜ᢱ߆ࠄߩⰯశ㨄✢ࠍੑᐲߩࡉ࠶ ࠣߦࠃߞߡಽశߒߡࠆޕߎߩࠃ߁ߦੑᐲߩࡉ࠶ࠣࠍ↪ࠆߎߣߦࠃࠅಽ⸃⢻ ߇ะߒޔTi ߩߢߪ㧔⚿᥏ߪ Si(220)ࠍ↪㧕⚂ 0.05eV ⒟ᐲએߩࠪࡈ࠻ࠍ⼂ߢ߈ޔ 㧟ଔߣ㧠ଔߩ㆑㧔ࠪࡈ࠻ߪ⚂ 0.6eV㧕ࠃࠅߐࠄߦ⚦߆ߥේሶߩല㔚⩄ߩ㆑ࠍ⺞ߴࠆ ߎߣ߇น⢻ߢࠆޕ߹ߚޔൻቇࠪࡈ࠻ߩ⒟ᐲ߿ᣇะߪర⚛ߦࠃߞߡ⇣ߥࠅޔSi KDߩ႐ว ߪ Ti KDߩ႐วߣㅒߦଔᢙ߇㜞ᣇ߶ߤ㜞ࠛࡀ࡞ࠡߦࠪࡈ࠻ߔࠆޕߐࠄߦޔSޔPޔ ClߥߤߦߟߡߪޔXAFS ᷹ቯߢ߽ XPS ߢ߽ಽᨆ߇Ყセ⊛࿎㔍ߢࠆ߇ޔ․ߦⅣႺ↢ ක≮㘩ຠߥߤߩಽ㊁ߢߪޔߘߩಽᨆ࠾࠭ߪ߽ᄙߊሽߔࠆ߇ޔᓟ߹ߔ߹ߔჇട ߒߡߊ߽ߩߣ੍ᗐߐࠇࠆޕ ߣߎࠈߢޔ㨄✢ࠬࡍࠢ࠻࡞ࠍⶄ㔀ߦߔࠆⷐ࿃ߦᄙ㊀㔚㔌ലᨐ߇ࠆޕߎߩᄙ㊀㔚㔌ല ᨐߩਛߢ shake ㆊ⒟ߣࠦࠬ࠲ࠢࡠ࠾࠶ࡅㆫ⒖ߪޔᔕ↪㕙ߢߪᱴߤ⍮ࠄࠇߡߥ‛ ℂ⽎ߢࠆޕߚߣ߃߫ޔᓟ⠪ߩߪޔAu ߩࠍ␜ߔ㧔࿑㧝㧕ޕߎߩ⽎ߪੑ㊀㔚㔌ലᨐ ߦࠃࠆ߽ߩߢޔ⋥ធ㔚㔌ㆊ⒟ߢࠆߩߢޔࠨ࠹ࠗ࠻ᒝᐲߪബࠛࡀ࡞ࠡߦଐሽߔࠆޕ ߣߎࠈ߇ޔᓟ⠪ߩࠦࠬ࠲ࠢࡠ࠾࠶ࡅㆫ⒖ߢߪ㔚㔌߇↢ߓߚᓟߩ⽎ߢࠆߩߢ㑆ធ 㔚㔌ㆊ⒟ߣߥࠅޔࠝࠫࠚㆊ⒟ߩ৻⒳ߣߺߥߖࠆޕൻቇ⚿ว⁁ᘒಽᨆߩᔅⷐᕈ߇Ⴧߒߡߊ ࠆߣޔߎߩࠃ߁ߥࠨ࠹ࠗ࠻ߩḮࠍ⸃ߔࠆߚߩవㅴ⊛⎇ⓥ߇㊀ⷐߣߥࠆޕߎߩ⎇ⓥ ߦ߅ߡߪޔ㨄✢ᒝᐲߩ㜞╙ਃઍశⵝ⟎ߩᝌశḮߪ߈ࠊߡജߥᱞེߢࠆޕ 㧞㧚ឭ⸒ߩౝኈ ᧄឭ⸒ߪޔࠊࠇࠊࠇ⎇ⓥળ߇ᒙዊߥ߇ࠄ⇇ߢᦨೋߩᝌశḮ↪ߦ㐿⊒ࠍㅴߡࠆಽ శེߢޔൻቇ⚿ว⁁ᘒಽᨆߦኻߒߡ XAFS ᴺ߿ XPS ߣห╬ߩ⸃ᨆ⢻ࠍߒޔ߆ߟ᳢↪ᕈ ା㗬ᕈߦఝࠇߚ㜞ಽ⸃⢻ X ✢ಽశಽᨆⵝ⟎ߦ㑐ߔࠆ߽ߩߢࠆޕᧄᣇᴺߪޔశ↪ XAFSᴺߢߪᲧセ⊛ਇᓧᗧߥ╙ਃᦼర⚛㧔Mg㨪Cl㧕ߩൻቇ⁁ᘒಽᨆߛߌߢߥߊޔ4dޔ4f ర⚛ߥߤߩ㜞ࠛࡀ࡞ࠡ㗔ၞߦ߅ߌࠆ KXޔLX ✢ࠬࡍࠢ࠻࡞ߦࠃࠆ⁁ᘒಽᨆߦ߽ലߢ ࠆޕߐࠄߦޔ⁁ᘒಽᨆⵝ⟎ߩዊဳൻߣ߁ⷰὐ߆ࠄ྾⚿᥏ಽశⵝ⟎ߩឭ߽᩺ߒߚޕߎߩ ⵝ⟎ߣోⰯశಽᨆⵝ⟎ࠍ⚵ߺวࠊߖࠆߎߣߢޔ㕙ߩ⁁ᘒಽᨆ߇㜞♖ᐲߢⴕ߃ޔߐࠄ ߦߪశࠍ↪ߔࠆߎߣߢޔ㕙ߩ⁁ᘒಽᨆࡑ࠶ࡇࡦ߽ࠣㄭ᧪น⢻ߦߥࠆߣᦼᓙߒ ߡࠆޕ ᓥߞߡޔᧄឭ⸒ߪޔၮᧄ⊛ߦ㜞ಽ⸃⢻ᵄ㐳ಽᢔဳⰯశ㨄✢ಽశེߩ⸳⟎ߣߘߩ↥ᬺ↪ ਗ߮ߦ⚐☴⑼ቇ߳ߩឭଏߢࠆޕESRFޔAPS ߥߤઁߩశᣉ⸳ߦߪห᭽ߩ⸳ߪߥߊޔ ᧪ߩవㅴ⊛⎇ⓥᵴേߣ↥ᬺ↪߳ߩዷ㐿ߦ߅ߡ SPring-8 ߇ઁߣߩᏅൻࠍߪ߆ࠆߚ ߦ߽ޔߎߩ㜞ಽ⸃⢻Ⱟశ X ✢ಽశེߩ⸳⟎ߪ߈ࠊߡലߣ⠨߃ࠆޕ ᧄⵝ⟎ࠍ⸳⟎ߔࠆߎߣߦࠃࠆਥߥࡔ࠶࠻ߣߒߡએਅߩࠃ߁ߥὐࠍߍࠆߎߣ߇ߢ߈ ࠆ㧦 Ԙ ᵄ㐳ᒁࠍᔅⷐߣߒߥߚࡆࡓࠗࡦߦૐ⽶⩄ߥቯᕈቯ㊂ಽᨆ߇ B㧔⎲⚛㧕߆ ࠄ U㧔࠙ࡦ㧕߹ߢታᣉߢ߈ޔ߹ߚૐࠛࡀ࡞ࠡ㗔ၞߦๆ┵߇ࠆࠃ߁ߥシర⚛ (Mg~Clߥߤ)ߢߪశḮ߇ኻᔕߒߡߥߊߡ߽⁁ᘒಽᨆ߇ታᣉน⢻ߢࠆޕ ԙ ᝌశḮࠍᜬߟశ↪ߦࠃࠆޔ㜞ࠛࡀ࡞ࠡ㗔ၞߩㆬᛯബߦࠃࠆ㜞ᐲߥൻว‛ ߩൻቇ⁁ᘒಽᨆߩታ㧔Fe㨪U㧕ޕ
−98− Ԛ XPS ߢߪኻᔕߢ߈ߥޔ᳓‛߿㜞⫳᳇⹜ᢱߥߤߩ㜞⌀ⓨਅߦ⟎ߌߥ⹜ᢱޔ 㕙ߩᳪࠇߚ⛘✼‛߿☳ᧃߥߤޔᐢ▸࿐ߥ⹜ᢱ߳ߩኻᔕ߇น⢻ޕ ԛ ዊဳシ㊂ߩ྾⚿᥏ಽశེߩ⁁ᘒಽᨆ߳ߩዷ㐿 એߦࠊߖߡޔᧄឭ᩺ߪޔㆫ⒖㊄ዻర⚛ߥߤߦ߅ߡ߽ޔ⁁ᘒᮡḰ‛⾰㧔Ꮢ⽼ߩ⹜⮎ ߢࠃ㧕ߩࠬࡍࠢ࠻࡞ߩ↪ߦࠃࠅᷙว⁁ᘒߩ♖ᐲߩ㜞⸃ᨆ߽ߢ߈ࠆߥߤޔൎᚻߩ ⦟⁁ᘒಽᨆߩᚻᲑࠍ↥ᬺ↪ߦឭଏߒࠃ߁ߣߔࠆ߽ߩߢࠆޕᧄឭ⸒ߦࠃࠆ⁁ᘒಽᨆᴺ ߪޔౕ⊛ߥᔕ↪ߩ߽ࠅ↥ᬺ↪ߦㆡߒߚታ↪ᕈࠍߔߢߦ߃ߚಽᨆᛛⴚߢࠆޕ߹ ߚޔ⚐☴⎇ⓥߦ߅ߡ߽ㅀߩᄙ㊀㔚㔌ㆊ⒟ߦ㑐ߔࠆታ㛎߿ RIXS㧔㡆㕖ᒢᕈ㨄✢ᢔੂ㧕 ߥߤߦߟߡᣢߦᄙߊߩታ❣ࠍߒߡࠆޕ ࿑㧝㧚Au Lȕ2ㄭறߩ࠳ࠗࡗࠣࡓࠗࡦߣࠨ࠹ࠗ࠻㧔Lȕ2’ߣ Lȕ2”㧕 0.8 0.6 0.4 0.2 11.80 11.75 11.70 11.65 11.60 11.55 11.5 0 x103
