大型単結晶ラウエ装置

　中性子非弾性散乱実験では、試料ボリュームを稼ぐためにいくつかの試料を並べて実験することがありますが、中性子ビームを使った結晶の軸立ては、貴重なマシンタイムを消費することになります。
　そこで通常は、加速電圧40kV程度のＸ線による背面ラウエ撮影で結晶を並べるわけですが、結晶内部までＸ線は侵入しないので、中性子ビームを当ててから単結晶の質が問題になることがあります。
　この問題を解決するために、益田研究室では、高エネルギーＸ線透過ラウエシステムを立ち上げ、柏キャンパスで、中性子実験試料の結晶チェックや軸立てが簡単にできるようになりました。これにより中性子マシンタイムを有効に使うことができます。また、コバルトなどを含む試料の場合、中性子ビームを用いた軸立てを行ってしまうと、放射化により数年間は外に持ち出せなくなってしまいますが、本システムではＸ線ラウエによる軸立てなので、放射化の心配はありません。海外施設実験用の試料の軸立てにはもってこいの装置です。

左図）大型単結晶ラウエ装置

Ｘ線源
YXLON MG452
最大電圧=450 kV
最大電流=10 mA
白色Ｘ線ビームのピークエネルギー=310 keV
(linear absorption coefficient
0.099 cm^-1 for Cu, 0.42 cm^-1 for Pb)

CCDカメラ
high-speed CCD camera
イメージングサイズ=10cm×10cm
(1024×1024 pixels)

試料ステージ
X, Z, ω, RX, RYをPC(labview)制御

単結晶組み立て例 ②
試料	入射のラウエパターン
Ba₂CoGe₂O₇
結晶軸を完全に合わせることで、（A）に示すようなきれいなラウエパターンが測定できますが、チルトが２度ずれると（B）に示すような明るいリングが現れます。このリングの大きさは、結晶のずれに比例しますので、このリングを消すように単結晶を回転させることで容易に軸立て出来ます（Ｃ）。	（A）　きれいなラウエパターン
	（Ｂ）　よりチルトが２度ずれたラウエパターン
	（Ｃ）　よりチルトが２度、ωが２度ずれたラウエパターン
	高エネルギーラウエ装置を用いて３本並べたBa₂CoGe₂O₇単結晶試料と中性子回折実験で測定したQ=(2,0,0)におけるロッキングカーブ。オメガ、チルトともに0.5度以下の精度で軸立てできます。

単結晶組み立て例 ①
試料	入射のラウエパターン
TiO₂