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元素分析装置 NEW

国内特許コード P180015555
整理番号 3992
掲載日 2018年11月21日
出願番号 特願2014-544557
登録番号 特許第6179994号
出願日 平成25年10月30日(2013.10.30)
登録日 平成29年7月28日(2017.7.28)
国際出願番号 JP2013079428
国際公開番号 WO2014069530
国際出願日 平成25年10月30日(2013.10.30)
国際公開日 平成26年5月8日(2014.5.8)
優先権データ
  • 特願2012-238534 (2012.10.30) JP
発明者
  • 河合 潤
  • 今宿 晋
  • 今西 朗
  • 大谷 一誓
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 元素分析装置 NEW
発明の概要 本発明の元素分析装置は、真空容器と、該真空容器内に配置された焦電結晶と、該焦電結晶の温度を変化させる温度変化手段と、前記焦電結晶の分極面の一方を覆う、該焦電結晶に比べて低い誘電率を有する絶縁体部材と、前記焦電結晶の一方の分極面に立設された、前記絶縁体部材から突出する突出端を有する導電性の針と、前記真空容器内に配置された試料台と、試料台に載置された試料から放出される特性X線を検出するX線検出手段とを有する。試料台は、前記針の突出端の延長線と交差する試料載置面を有すると共に、該焦電結晶の他方の分極面と電気的に接続され、かつ、接地されている。
従来技術、競合技術の概要


本発明者は、これまで、焦電結晶を用いた元素分析装置を開発している(非特許文献1)。この元素分析装置は、ペルチェ素子で焦電結晶を加熱又は冷却することにより該焦電結晶と試料(被測定物)の間に高電圧を発生させ、両者間の電子を加速して該試料に照射し、それにより発生する特性X線のスペクトルから、該試料に含まれる元素を検出するものである。
この元素分析装置は、ペルチェ素子の駆動及び制御に用いる乾電池程度の小型のバッテリーで駆動し、また、装置全体のサイズもトランクケース以下の大きさで済むため、携帯性に優れている。



焦電結晶は、その温度変化に伴い自発分極の大きさが変化する結晶である。平衡状態では、周囲に浮遊する荷電粒子が付着することにより、分極による焦電結晶表面の電荷が打ち消され、外部に電界が現れない電気的に中性な状態を保っている(図13の中央の図)。この状態から焦電結晶に温度変化を与えると、焦電結晶の分極の状態が変化して、表面が正あるいは負に帯電する(図13の右図又は左図)。その後、温度を一定に保つと浮遊荷電粒子によって表面の帯電が解消される(図示せず)。大気中では浮遊荷電粒子が大量に存在するため、焦電結晶表面の帯電はすみやかに解消されるが、真空中では浮遊荷電粒子が少ないために、焦電結晶表面の帯電が解消されるまでには数分程度の時間がかかる。



非特許文献1の装置では、導電性の試料台上に試料を載置し、一方の分極面が該試料に対向するように焦電結晶を配置している(図14参照)。そして、該焦電結晶の他方の分極面を該試料台と電気的に接続し、これを接地している。これにより、ペルチェ素子(図示せず)によって焦電結晶の温度が変化したときに、該焦電結晶と試料台の間に電場が生じる(図14の左図)。例えば、試料台に対向する側の焦電結晶の分極面(図14の例では-z面)を負に帯電させると、負の浮遊荷電粒子(電子)は試料台に向かって、正の浮遊荷電粒子は焦電結晶に向かって、それぞれ加速される(図14の中央の図)。これらの浮遊荷電粒子のうち、試料に照射される電子が、特性X線の放出に寄与することになる。大気中では、電子は空気分子と衝突し合ってエネルギーを失うが、数Pa程度の真空中では、電子の多くは、エネルギーを失うことなく試料台上の試料に衝突する。これにより試料から特性X線が放出され(図14の右図)、この放出された特性X線をエネルギー分散型X線検出器(EDX)等で検出することにより、特性X線のスペクトルが得られる。

産業上の利用分野


本発明は、携帯性に優れた小型の元素分析装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
真空容器と、
前記真空容器内に配置された焦電結晶と、
前記焦電結晶の温度を変化させる温度変化手段と、
前記焦電結晶の分極面の一方を覆う、該焦電結晶に比べて低い誘電率を有する絶縁体部材と、
前記焦電結晶の前記一方の分極面に立設された、前記絶縁体部材から突出する突出端を有する導電性の針と、
前記真空容器内に配置された、前記針の突出端の延長線と交差する試料載置面を有すると共に、前記焦電結晶の他方の分極面と電気的に接続され、かつ、接地された導電性の試料台と、
前記試料載置面に載置された試料から放出される特性X線を検出するX線検出手段と
を備える元素分析装置。

【請求項2】
前記焦電結晶の前記一方の分極面と前記絶縁体部材の間に、導電体層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の元素分析装置。

【請求項3】
前記絶縁体部材が、ゲル状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の元素分析装置。

【請求項4】
前記絶縁体部材が、真空グリースであることを特徴とする請求項3に記載の元素分析装置。

【請求項5】
真空容器と、
前記真空容器内に配置された焦電結晶と、
前記焦電結晶の温度を変化させる温度変化手段と、
前記焦電結晶の分極面の一方を覆う、前記焦電結晶に比べて低い誘電率を有する絶縁体部材と、
前記焦電体結晶の前記一方の分極面に立設された、前記絶縁体部材から突出する突出端を有する導電性の針と、
前記真空容器内に配置された、前記針の突出端の延長線と交差する電子線照射面を有すると共に、前記焦電結晶の他方の分極面と電気的に接続され、かつ、接地された導電性の電子線照射台と
を有することを特徴とする電子線照射装置。

【請求項6】
前記焦電結晶の前記一方の分極面と前記絶縁体部材の間に、導電体層が設けられていることを特徴とする請求項5に記載の電子線照射装置。

【請求項7】
前記絶縁体部材が、ゲル状であることを特徴とする請求項5又は6に記載の電子線照射装置。

【請求項8】
前記絶縁体部材が、真空グリースであることを特徴とする請求項7に記載の電子線照射装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014544557thum.jpg
出願権利状態 登録
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