專利名稱：對組合樣品的結構和成分進行測量分析的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及同時利用X射線衍射、X射線熒光技術對結構和成分進行測量分析的方法及裝置。
背景技術：
目前，在對材料的晶體結構和成分進行分析時，通常采用X射線衍射技術。最常規(guī)的是角度色散X射線衍射(簡稱XRD)，采用單波長X射線(單色光，衍射前單色化或衍射后單色化)照射材料樣品，使樣品面與探測器之間做θ-2θ連動掃描，得到滿足衍射公式2dsinθ＝λ0的衍射圖譜(d為晶面間距、是樣品材料的結構參數(shù)，θ為衍射角，λ0為X射線的波長)，即衍射強度與衍射角θ的關系曲線，再根據(jù)衍射圖譜上的衍射峰所處的角度計算對應的晶面間距，分析材料的晶體結構。
另一種技術是能量色散X射線衍射(簡稱EDXRD)，采用白光X射線照射樣品，探測器固定在某個特定的衍射角2θ0上。在這個固定的角度上，不同的晶面間距d對不同的波長λ(或光子能量E＝12399/λ)發(fā)生衍射而被探測器接收，探測器具有能量分辨能力，將記錄到的X射線按其光子能量分開，得到滿足衍射公式2dsinθ0＝12399/E的衍射圖譜，即衍射強度與光子能量的關系曲線，根據(jù)圖譜上的衍射峰所對應的光子能量同樣可計算晶面間距，分析被測材料的晶體結構。
不過，上述技術都是針對單一材料樣品而設計的。因樣品的面積較大，無須考慮X射線的光斑及光強的大小。
隨著材料研究方法的發(fā)展，目前已出現(xiàn)了用組合方法合成的材料樣品庫，即組合樣品(又稱材料芯片)。它是一個龐大而密集的微小材料樣品陣列。該陣列上不僅每個樣品的尺寸很小(可為面積不足1平方毫米、厚度約1微米的薄膜)，而且樣品的數(shù)量很多(可達1000或10000個)，樣品和樣品之間距離很近(可小于0.1mm)，類型也可多種(單晶、多晶、外延膜等)。因此，對材料芯片上的各個樣品進行X射線結構和成分分析時，需要采用光斑很小、強度很高的X射線束，以提高靈敏度，縮短每個樣品所需要的分析時間，實現(xiàn)高通量的組合X射線分析。目前，針對組合樣品已報道的分析技術有同步輻射組合X射線分析。同步輻射在X射線波段具有很強的輻射通量，尤其是第三代同步輻射亮度極高，即使犧牲一個量級的光強采用掠入射的橢面鏡聚焦，再犧牲一到兩個量級，用小孔光闌限制光斑大小，也還有足夠的光強達到高通量分析的需求。唯一的不足在于同步輻射是一項大科學工程，難以被一般實驗室采用。
或者，仍舊使用角度色散法的θ-2θ連動掃描方式。例如①Bruker公司的D8DISCOVER WITH GADDS，是在一臺常規(guī)衍射儀(D8 DISCOVER)上加裝樣品掃描臺、并用面陣探測器取代常規(guī)的狹縫-探測器配置。由于面陣探測器能夠覆蓋一定的角度，故可在一定的范圍內取代樣品的轉動，達到與θ-2θ連動掃描等價的效果。其面陣探測器是時間分辨的多絲室，具有一定的能量分辨能力，但其面陣探測器的總計數(shù)率只在每秒2萬左右，事實上不可能達到高通量分析的要求(見Bob B.H etc，XRD rapid screeningsystem for combinatorial chemistry，Denver X-ray conference 2000)。②Intematix公司的MicroX-200。采用波帶片聚焦入射光，傳統(tǒng)的θ-2θ聯(lián)動掃描方式測量衍射譜。儀器上裝備了固體能量探測器用于成分分析。由于采用θ-2θ聯(lián)動掃描，完整測量每個樣品大約需要半小時，對集成了1000多個樣品的材料芯片進行分析的話，約需500小時，事實上也是不可能的.③M.Ohtania等人報道的并行X射線衍射儀。利用約翰式彎晶將點光源發(fā)出的X射線在組合樣品上聚焦成0.1mm×10mm的條狀光斑，這樣就可以同時測量光斑照到的一列樣品的衍射譜。也使用二維面陣探測器(CCD)采集數(shù)據(jù)，會聚的入射光有2度的發(fā)散度，所以一次可以測量2θB為4度范圍內的衍射譜。因其入射光發(fā)散度很大，所以只能用于單晶或外延膜樣品的結構測量，無法測量多晶樣品(見M.Ohtania，etc.Concurrent x-ray diffractometer for high throughput structural diagnosis of epitaxial thinfilms，Appl.Phys.Lett.79，P3594-3596，2001)。
上述技術雖然可以被一般實驗室采用，但是各有優(yōu)缺點方案①的優(yōu)點是取消了慢速的機械連動掃描、缺點是X射線沒有聚焦；方案②的優(yōu)點是聚焦了X射線，但掃描速度較慢；方案③則只能適用于單晶或外延樣品。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于給出一種操作簡單，測量速度較快，能夠對各種組合樣品的結構和成分進行高通量的測量分析的方法及裝置。
本發(fā)明的技術解決方案如下方法為將X射線源1發(fā)出的發(fā)散白光X射線通過X射線透鏡3聚焦成準平行的白光X射線微會聚束，焦點處于樣品臺7上，平移樣品臺使被測樣品位于該焦點，然后用能量探測器9接收從被測樣品上衍射的X射線和被測樣品發(fā)射的熒光X射線，再傳輸?shù)接嬎銠C12中進行數(shù)據(jù)處理，得到衍射譜和熒光光譜，從而得到組合樣品的結構和成分信息。
裝置為由X射線源1、X射線透鏡3、樣品臺7及其控制電路、能量探測器9及其測量電路、計算機12、儀器平臺13等組成，計算機通過連線分別與樣品臺及其控制電路、能量探測器及其測量電路相連，X射線源、X射線透鏡、樣品臺及其控制電路、能量探測器及其測量電路等均置于儀器平臺上，X射線源與X射線透鏡位于同一光軸上、形成入射光路，能量探測器位于衍射光路上，其中所述X射線源為發(fā)散白光X射線光源，X射線透鏡為毛細管束微會聚透鏡，能量探測器為固體探測器，樣品臺處于X射線毛細管束微會聚透鏡的后焦點處，能量探測器對準X射線毛細管束微會聚透鏡的后焦點，樣品臺設置平動位移機構，樣品架置于樣品臺上，樣品架的表面設置與被測樣品處于同一平面的X射線熒光屏，儀器平臺上還設置位于樣品臺對面的攝像頭15及其監(jiān)視器16，攝像頭對焦于樣品臺上的被測樣品平面，監(jiān)視器通過連線與攝像頭相連；計算機中存儲或固化了相應的控制樣品臺位移及對所測樣品進行數(shù)據(jù)采集與處理的軟件。
上述裝置中，還可以在X射線透鏡與樣品臺之間的入射光路上設置針孔光闌5，樣品臺與能量探測器之間的衍射光路上設置X射線屏蔽罩14。
也就是說，本發(fā)明的要點就是將能量色散X射線衍射與X射線聚焦結合起來，并應用到組合樣品的結構和成分分析中去。
X射線聚焦是長期以來較難實現(xiàn)的技術問題。目前，X射線毛細管束微會聚透鏡是聚焦白光X射線最有效的工具之一，利用它可以得到斑點小、亮度高的平行或準平行X射線束的光斑，適合于照射小尺寸的樣品。
能量色散X射線衍射方法本身對儀器光路調節(jié)部分的要求相對較低，且測量過程中不需轉動樣品和探測器，可以避免由于θ-2θ轉動需要精密調節(jié)而造成的定位困難、從而具有節(jié)省時間的潛力。
但由于能量色散X射線衍射方法要求入射光是平行或準平行的白光X射線，而普通X射線發(fā)生器的連續(xù)譜白光X射線為發(fā)散狀態(tài)且輻射較弱，因而不能直接使用。通過X射線毛細管束微會聚透鏡的引入，可以使發(fā)散X射線平行化，而且，由于將射向不同方向的X射線集中起來，同時還能起到縮小光斑、增加單位面積光強的作用，使此方法節(jié)省時間的潛力變?yōu)楝F(xiàn)實。
因此，將能量色散X射線衍射與X射線毛細管束聚焦兩者的優(yōu)勢結合起來，就能利用斑點小、亮度高的白光X射線準平行微會聚束照射角度固定的樣品，這樣，只要通過平移樣品臺就可對組合樣品上的各個小樣品點進行快速的逐個分析。
但是，要將上述兩者相結合以對組合樣品進行測量，就必須實現(xiàn)系統(tǒng)集成，要解決的關鍵問題包括兩個光路的對準，入射光照射位置的監(jiān)測，樣品點轉換及其數(shù)據(jù)采集和處理的自動控制等，否則本發(fā)明就不可能順利完成。
本發(fā)明所述的測量分析方法的具體步驟如下從X射線源1中發(fā)射出的發(fā)散白光X射線2，經(jīng)X射線透鏡3匯聚后，轉變?yōu)闇势叫械陌坠釾射線4微會聚束，形成斑點小、亮度高的入射光；通過調整樣品臺的位置使入射光的焦點處于樣品表面所在的平面內，再通過平移樣品臺可以使焦點照射在組合樣品6的相應被測樣品點上；然后，從被測樣品點上衍射的X射線和被測樣品發(fā)射的熒光X射線被處于衍射位置上的能量探測器9及其測量電路接收，并通過其連線傳輸?shù)接嬎銠C12中，由計算機12采集數(shù)據(jù)、并經(jīng)過相應軟件進行圖譜分析，從而得到被測樣品的結構和成分(元素)信息。測量過程中，組合樣品上各被測樣品點之間的切換也由計算機12中的相應軟件進行自動控制、通過樣品臺的控制電路及其位移機構帶動樣品平行移動而實現(xiàn)。
本發(fā)明所述的測量分析裝置的具體結構如下X射線源1、X射線透鏡3、樣品臺7、能量探測器9等均置于儀器平臺13上，并且最好將這些部件均置于一個合適的金屬殼體內，殼體的蓋板應便于打開、以便放置樣品及調整各部件的位置，測量時則將蓋板蓋上使之成為一個準封閉的系統(tǒng)，以保證測量不受干擾、并且避免X射線的泄漏。X射線源與X射線透鏡位于同一光軸上、形成入射光路，所述X射線源為發(fā)散白光X射線光源，X射線透鏡為毛細管束微會聚透鏡。能量探測器位于衍射光路上，所述能量探測器為固體探測器，其測量電路包括電源、信號放大器和多道分析器等。X射線透鏡3和能量探測器9分別通過精密調節(jié)機構(例如三維萬向精密調節(jié)架)擱置或固定在儀器平臺上、以便精確定位。樣品臺7(例如常用的三維精密平移臺)則固定在儀器平臺上、通過步進電機及其控制電路驅動其三維平動位移機構進行精確定位(或者，樣品臺也可采用具有三維平移功能的多維調節(jié)機構)。計算機12采用常規(guī)的計算機(例如PC機)，可置于儀器平臺及其殼體外的合適位置處(只要便于操作者使用)，通過連線分別與樣品臺的控制電路、能量探測器的測量電路連接，計算機中存儲或固化了相應的控制樣品臺位移及對所測樣品進行數(shù)據(jù)采集與處理的軟件。
樣品表面應處于X射線透鏡的后焦點處，可以通過在樣品臺上的樣品架17表面設置與被測樣品處于同一平面的X射線熒光屏18，來顯示X射線的光斑大小(光斑最小處即為后焦點)。入射X射線在組合樣品上的照射位置由設置在儀器平臺上并位于樣品臺對面的、包含攝像頭15及監(jiān)視器16的樣品定位監(jiān)測系統(tǒng)提示。攝像頭對焦于樣品臺上的被測樣品表面，監(jiān)視器通過連線與攝像頭相連，要求攝像頭具有較大的放大率和較短的最近拍攝距離(例如放大率為1，近攝距離為10cm)。當從監(jiān)視器中觀察到樣品架的熒光屏上的X射線光斑時，在監(jiān)視器上作上位置標記19，由于攝像頭的位置是固定的，因此入射點在監(jiān)視器上的顯示位置也是固定的。在隨后的測量中，這一點所指示的位置就是被測樣品點的位置(因為在測量過程中平移臺的運動方向與樣品面平行，這樣的移動不會造成樣品面與入射光交點空間位置的改變。盡管處在這個交點上的樣品點已經(jīng)發(fā)生了變化)。也可以采用帶有視頻卡的計算機替代監(jiān)視器，將攝像頭15通過連線與計算機相連。
如果組合樣品的樣品點尺寸很小，小于入射光所形成的光斑尺寸，為了避免入射光同時照射多個樣品點，可以根據(jù)不同樣品點尺寸在樣品臺前的入射光路上加裝大小合適的針孔光闌5、使入射光只照射一個樣品點。由于采用了毛細管束聚焦技術，形成的入射光集中在光斑中心，即使針孔光闌遮蔽了一部分外圍的X射線，也不會嚴重影響高通量分析的需求。另外，為了降低散射光的影響，探測器前也可以安裝金屬屏蔽罩遮擋各種雜散X射線。
綜上所述，本發(fā)明的入射光斑點小、能量高，能夠照射極小尺寸的樣品點、對樣品的類型也無限制，而且測量過程中樣品不需要轉動；樣品點間的切換過程及數(shù)據(jù)采集還可以通過計算機進行自動控制；測得的樣品衍射譜和熒光光譜可以反映被測樣品的結構和成分(元素)信息。因而，本發(fā)明操作簡單，測量速度較快；能夠對各種組合樣品的結構和成分進行高通量的X射線測量分析。


附圖1，測量分析裝置的總體結構示意圖。
附圖2，樣品定位監(jiān)測示意圖。
附圖3，計算機中的軟件流程圖。
附圖4，實施例測量圖譜(探測器在一個位置測量的Si基片上的Ag膜圖譜)。
附圖5，實施例測量圖譜(探測器在兩個不同位置測量的Si基片上的Ag膜圖譜的比較)。
具體實施例方式X射線源1所使用的X射線發(fā)生器為北大青鳥公司的X射線衍射儀BDX3200型，X光管為丹東射線儀器集團公司的Cu靶X射線管，型號XJ10-60N。
X射線透鏡3所使用的是X射線毛細管束微會聚透鏡，委托北師大設計制作，能將發(fā)散白光X射線聚焦成準平行的白光X射線微會聚束，其前焦距為67mm，后焦距為263mm，光強增益為10。
樣品臺7及其控制電路采用北京卓立漢光公司的TSA50-C型精密三維平移臺、SC3步進電機控制器。
能量探測器9及其測量電路采用美國Amptek公司的XR-100CR固體探測器、PX2T/CR電源兼信號放大器、MCA8000A多道分析器。
固定X射線透鏡3和能量探測器9的精密調節(jié)架由上海理工大學附屬工廠生產(chǎn)，型號ZJ-079B。
樣品定位監(jiān)測系統(tǒng)攝像頭15的技術參數(shù)為放大率為1、拍攝距離為10cm；監(jiān)視器16采用普通10寸黑白監(jiān)視器。
金屬屏蔽罩14為直徑12mm的銅管，針孔光闌5的針孔直徑范圍為0.03～0.5mm。
計算機12采用宏基7100-M型PC機，所使用的軟件為自行編寫，具體流程見附圖3。其中，“設置/選擇自動測試方案”步驟中的自動測試方案是指系統(tǒng)依照怎樣一種選點方式來測試材料芯片上的各樣品點，可以依次遍歷、也可以僅測試幾個特定位置的樣品點，測試的起始樣品點和移動順序也可不同(軟件中提供了幾種方案給用戶選擇，用戶也可不選擇這些方案而自行設置)。
裝置的安裝要點如下首先確定X射線源發(fā)出X光的角度范圍，然后放置毛細管束微會聚透鏡使其中軸線與X射線源發(fā)射范圍的中心線重合，接著，前后移動微會聚透鏡、并轉動俯仰角度，使X射線源中心(如X光管的焦斑)處在透鏡的前焦點f1上。下一步，用熒光屏在透鏡出口一側尋找透鏡的后焦點(即投影光斑最小處)調整樣品臺，固定入射光與樣品面的角度(θ0)，驅動樣品臺作前后移動，使透鏡的后焦點落在組合樣品表面所在的平面內。調整探測器到一個合適的位置，注意使探測器正對透鏡的后焦點，探測器中心到透鏡后焦點的連線與入射光之間的夾角固定，即為π-2θ0。在衍射光路上裝上金屬屏蔽罩14。探測器系統(tǒng)和樣品臺系統(tǒng)通過電纜10、11與計算機聯(lián)接。針對樣品點尺寸對入射光斑大小的要求，在透鏡的后焦點前安裝恰當?shù)尼樋坠怅@5；光闌置于樣品臺與毛細管束微會聚透鏡之間，通過觀察樣品架上熒光屏上的光斑亮度和形狀來確定光闌的安裝是否合適。
整個系統(tǒng)的調節(jié)和使用過程如下①調節(jié)X射線透鏡3的位置和角度，使得X射線源的發(fā)光點位于X射線透鏡3的前焦點上。具體操作步驟是，首先將X射線透鏡3固定在精密調節(jié)架上，調節(jié)架固定在儀器平臺上，在X射線透鏡3的后焦點位置附近放置一窗口全開的普通X射線探測器(如NaI閃爍體計數(shù)器)，探測器前加適當?shù)乃p片，通過調節(jié)精密調節(jié)架的三個位置和兩個角度，使探測器的讀數(shù)最大，此時將調節(jié)架的位置和角度鎖定，構成入射光路；②移去上述探測器和衰減片，將樣品臺固定在儀器平臺上，使樣品面與入射光路成一定的角度，驅動樣品臺，使樣品架17上的熒光屏18處在移去的探測器的位置上，此時通過攝像頭15和監(jiān)視器16可以觀察到熒光屏上聚焦的X射線光斑，通過驅動樣品臺前后移動熒光屏，找到光斑最小的位置，即是X射線透鏡的后焦點，也是樣品測量的定位點(可在監(jiān)視器屏幕上作上相應標記19)；③在樣品架中放置一塊單晶硅片(或其它單晶，如LiF、石墨等也可，其某一晶面與表面平行，如(100)取向的單晶硅片)，使其表面與樣品架上的熒光屏處于同一平面，平移樣品臺使單晶硅片處于X射線透鏡的后焦點上；將能量探測器固定在精密調節(jié)架上，調節(jié)架固定在儀器平臺上，使探測器的位置大約在衍射光路的位置上，通過調節(jié)探測器的位置和角度，使探測器的計數(shù)達到最大，此即是衍射光路的位置，鎖定調節(jié)架的位置和角度，構成衍射光路，此時，探測器中心到透鏡后焦點的連線與入射光之間的夾角即為π-2θ0；④采集衍射圖譜，根據(jù)圖譜中硅單晶峰對應的X射線的波長λ0和單晶硅的晶面間距d0，以及衍射公式2d0sinθ0＝λ0，標定衍射角度θ0；不過，對于多晶樣品，由于其衍射光束出射的角度范圍很寬，因而并不要求入射光方向、樣品表面、出射光方向嚴格滿足鏡面反射關系，其衍射角度θ0可以通過多晶樣品標定；⑤移去樣品架上的單晶硅片，換上待分析的材料芯片，驅動平移臺，并通過攝像頭和監(jiān)視器觀察，使材料芯片的某一個位置(根據(jù)設置或選擇的自動測試方案確定)定位在測量點上；⑥通過計算機控制能量探測器，采集一定時間的數(shù)據(jù)。在這段時間內，進入到探測器中的X射線光子在探測器中形成正比于光子能量的電脈沖，經(jīng)放大后，按脈沖的高度分開，存儲在多道分析器中；采集完成后，計算機讀取多道分析器中存儲的數(shù)據(jù)得到衍射譜和熒光譜，完成一個樣品的數(shù)據(jù)采集；⑦計算機控制平移臺，按照設置或選擇的測試方案將下一個樣品點移動到樣品定位點，重復上述步驟⑥，并記錄樣品的位置信息，直到材料芯片上選定樣品點的衍射譜和熒光譜逐個被采集完畢。
采用上述裝置測試了一個材料芯片8×8的樣品陣列分布在一英寸見方的Si(100)單晶基片上，其中一些樣品點是約1微米厚、2.5mm×2.5mm的Ag多晶膜。為了限制入射光束的直徑，在光路上安裝了直徑0.5毫米的針孔光闌。測試過程顯示，這套設備的自動控制軟件運行正常，即可以實現(xiàn)樣品臺移動控制和數(shù)據(jù)采集的自動化。
圖4就是從其中一個Ag樣品點采集到的數(shù)據(jù)圖譜，對此圖譜進行分析可知①Ag多晶膜的主要衍射峰(111)、(200)、(220)、(311)、(222)以及Si單晶基片的衍射峰(400)都出現(xiàn)在圖譜中，這證實此平臺能夠進行結構的定性分析。
②在譜中還能看見Ag的L系熒光峰(Ag的L系熒光譜線由于能量相近而疊加在一起)，說明此平臺能夠進行成分分析。
當然，采集到這樣一個譜，如何進行定性分析也是一個需要考慮的問題。下面就此說明。
每種元素的特征譜線(熒光峰)的能量是確定的，不隨探測器位置的變化而改變，而根據(jù)布拉格衍射公式可知，晶格衍射峰的位置是跟探測器的位置(2θ0)密切相關的。這樣，測試者可以用兩個探測器在不同的位置(即2θ0不同)同時采集圖譜，通過對比兩圖譜來區(qū)分熒光峰和衍射峰(峰位不變的是熒光峰，變化的是衍射峰)；或者使用一個探測器在不同的位置各測量一次，然后對比兩圖譜。
圖5就是探測器在兩個不同的位置測得的Ag薄膜--Si(100)基片圖譜的對比。實線和虛線被分別用來標識這兩個圖譜。采集虛線圖譜時的探測器位置2θ0比采集實線圖譜時的大，采集實線圖譜時，探測器位置2θ0＝40°；采集虛線圖譜時，探測器位置2θ0＝50°。
對比兩個圖譜中峰的位置，可以看出譜中a、b、c三個峰的位置沒有變化，說明是熒光峰，根據(jù)峰值對應的X光能量查表，可知它們分別是，aAg的L系熒光峰，bCu的Kα峰，cCu的Kβ峰。虛線圖譜中A1、B1、C1三個峰的位置明顯變動，說明是衍射峰，相應于實線圖譜中的A2、B2、C2峰，根據(jù)峰值對應的X光能量Eι和測量時探測器所處的位置2θ0，按照布拉格衍射公式可以算出衍射峰對應的晶面間距di，查表可知它們分別是Ag的(111)、(200)衍射峰和Si基片的(400)衍射峰。
以上實驗說明了此系統(tǒng)可以對組合樣品進行結構、成分分析，而且實現(xiàn)了整個樣品陣列測試控制、數(shù)據(jù)采集的自動化。
在此實施例中，每個圖譜的采集時間約為10分鐘。這是因為使用的是Cu靶X光管，其實際使用功率為720W(36KV、20mA)，且銅的發(fā)射譜中連續(xù)譜成分較弱。如果使用轉靶細焦點重元素靶材X光管(轉靶X光管的功率可以達到10KW以上；重元素靶——比如W的發(fā)射譜中連續(xù)譜成分比Cu的強)，雙探測器系統(tǒng)，每個樣品點的測量時間可以縮短到一分鐘以內，達到快速測量的效果。
權利要求
1.一種對組合樣品的結構和成分進行測量分析的方法，其特征為將X射線源(1)發(fā)出的發(fā)散白光X射線通過X射線透鏡(3)聚焦成準平行的白光X射線微會聚束，焦點處于樣品臺(7)上，平移樣品臺使被測樣品位于該焦點，然后用能量探測器(9)接收從被測樣品上衍射的X射線和被測樣品發(fā)射的熒光X射線，再傳輸?shù)接嬎銠C(12)中進行數(shù)據(jù)處理，得到衍射譜和熒光光譜，從而得到組合樣品的結構和成分信息。
2.一種對組合樣品的結構和成分進行測量分析的裝置，其特征為包括X射線源(1)、X射線透鏡(3)、樣品臺(7)及其控制電路、能量探測器(9)及其測量電路、計算機(12)、儀器平臺(13)；計算機通過連線分別與樣品臺及其控制電路、能量探測器及其測量電路相連，X射線源、X射線透鏡、樣品臺及其控制電路、能量探測器及其測量電路均置于儀器平臺上，X射線源與X射線透鏡位于同一光軸上、形成入射光路，能量探測器位于衍射光路上；所述X射線源為發(fā)散白光X射線光源，X射線透鏡為毛細管束微會聚透鏡，能量探測器為固體探測器，樣品臺處于X射線毛細管束微會聚透鏡的后焦點處，能量探測器對準X射線毛細管束微會聚透鏡的后焦點，樣品臺設置平動位移機構，樣品架置于樣品臺上，樣品架的表面設置與被測樣品處于同一平面的X射線熒光屏；儀器平臺上設置位于樣品臺對面的攝像頭(15)及其監(jiān)視器(16)，攝像頭對焦于樣品臺上的被測樣品平面，監(jiān)視器通過連線與攝像頭相連；計算機中存儲或固化了相應的控制樣品臺位移及對所測樣品進行數(shù)據(jù)采集與處理的軟件。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征為在X射線透鏡與樣品臺之間的入射光路上設置針孔光闌(5)；樣品臺與能量探測器之間的衍射光路上設置X射線屏蔽罩(14)。
全文摘要
本發(fā)明是一種對組合樣品的結構和成分進行測量分析的方法及裝置，它涉及利用X射線衍射、X射線熒光技術對結構和成分進行測量分析的方法及裝置。X射線源1、X射線透鏡3、樣品臺7及其控制電路、能量探測器9及其測量電路等均置于儀器平臺13上，X射線源與X射線透鏡形成入射光路，能量探測器位于衍射光路上。將X射線源發(fā)出的發(fā)散白光X射線通過X射線透鏡聚焦成準平行的微會聚束照射到樣品臺上，平移樣品臺使被測樣品6位于該焦點，然后用能量探測器接收從被測樣品上衍射的X射線和發(fā)射的熒光X射線，再傳輸?shù)接嬎銠C12中進行數(shù)據(jù)處理，得到衍射譜和熒光光譜，從而分析出結構和成分。本發(fā)明操作簡單，測量速度較快，能夠適用于各種組合樣品。
文檔編號G01N23/20GK1504744SQ02148439
公開日2004年6月16日 申請日期2002年12月2日 優(yōu)先權日2002年12月2日
發(fā)明者高琛, 羅震林, 高 琛 申請人:中國科學技術大學