BL3U 分子の軟X線分光用可変刻線間隔平面回折格子分光器

概要

  ビームラインBL3Uには、周期長3.8 cmの50周期からなる真空封止アンジュレータが設置されています。放出された光子は、軟X線領域における様々な分光測定のために設計された、可変刻線間隔平面回折格子分光器（VLS-PGM）によって単色化されます。40～800 eVの光子エネルギー範囲をカバーするように、3枚のラミナープロファイルホログラフィック平面回折格子が設計されています。図1に示すように、このビームラインには透過モードでの軟X線吸収分光法（XAS）用の液体セルが備わっています。液体セルは大気圧ヘリウム環境下にあり、厚さ100 nmのSi₃N₄膜（窓サイズ0.2 × 0.2 mm²）により、超高温真空状態にあるビームラインから隔てられています。厚さ100 nmのSi₃N₄膜を2枚使用して極めて薄い液体層を実現しています。軟X線を透過させるため、液体セル周辺のヘリウム圧力を調整することで、液体層の厚さを20～2000 nmの範囲で制御可能です。チューブポンプを使用して、液体試料をその場で交換できます。この液体セルには2種類の窓があります。1つは液体の軟X線透過率（I）を測定するための液体部分、もう1つは液体なしの透過率（I₀）を測定するためのブランク部分です。Lambert-Beer 則 ln(I₀/I) に基づいて、信頼性の高いXASスペクトルを得ることができます。液体セルは大気環境下にあるため、実際の環境での液体試料のXAS測定が可能です。また、触媒反応や電気化学反応など、いくつかの化学反応のオペランドXAS観測も、各種専用セルを用いて実施可能です。

　　　　　
  Fig. 1. (a) Schematics of a liquid cell for XAS in transmission mode settled in BL3U. The blowup shows a
thin liquid layer assembled by two Si₃N₄ membranes with the thickness of 100 nm. (b) Flux at the sample
position with the resolving power of λ/Δλ=10⁴.

Technical Data

BL3U in Activity Report 2024