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電界中で強磁性体の界面における化学・磁気状態を観察するために、申請者らは従来の電子収量型深さ分解X線吸収分光(XAS)法を応用し、電界の影響を受けない蛍光収量型深さ分解XAS測定システムの開発を行ってきた。これは、軟X線を試料に照射し、吸収後に放出される蛍光を様々な出射角で検出することによって、検出深度の異なるXASスペクトル群を得る手法である。このシステムでは検出器として高分解能軟X線カメラを用いており、浅い出射角からのシグナルを効率的に取り込むことで、サブnmの深さ分解能で界面のスペクトルを抽出することができる。しかし注目する元素の表面側に厚い被膜層がある場合、被膜層からのシグナルがバックグランドとして大きく寄与するため、スペクトル形状が歪んでしまい、せっかくの深さ分解能を生かすことができない。そこで本研究では、蛍光収量型深さ分解XAS検出システムを発展させ、注目する元素の蛍光をエネルギー選別して余分な元素由来のバックグラウンドを減らすことで、S/B比の大幅な向上を目指した。
これまでに蛍光収量型深さ分解XAS測定システムの開発を行い、電界中における界面観察の結果、nmレベルの深さ分解能の実現に成功した。さらにS/B比の大幅な向上を目指し、回折格子による分光機能を組み込んだ蛍光分光型深さ分解XAS検出システムを開発した。試料としてFeCo薄膜を用い、FeとCoそれぞれの蛍光シグナルを検出することで蛍光分光型深さ分解XAS測定の妥当性を検証した。その結果FeとCoそれぞれの蛍光分光型XASスペクトルが得られ、この改良によって約100倍のS/B比向上を実現した。
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