小角X線散乱装置 Xeuss 3.0
小角X線散乱装置
Xeuss 3.0
Xeuss 3.0（ゼウス）は小角分解能（qmin：0.01nm-1）以上を実現した業界最高峰のSAXSシステム。
BonseHart光学系を用いたUSAXSでの4μmサイズ測定、SAXS/WAXS同時測定、X線源(Cu, Mo, Cr)自動切替、高輝度X線源(MetalJet)、ビームストップレス、Q-Xoom(検出器移動)など、Xenocs社のSAXSシステムには最先端技術が数多く搭載されており、ナノ材料構造解析の最新測定に対応。
X 線CTスキャンと超小角 X 線散乱法 (USAXS) によるマイクロメートル領域の局所的な凝集体の把握も可能。
- 概要
- 仕様
SAXS測定にＸ線CTスキャン機能が追加され、今までになかったSAXS測定が可能に！
Xenocs社 小角X線散乱装置の最新技術
Xenocs社は、X線集光ミラーやX線スキャッタレススリット等、高度な光学素子を世界中の放射光施設へ納入しており、それら光学技術を用いたラボ用SAXSシステムを展開しています。横型SAXSシステムの最高峰モデルであるXeussシリーズは研究機関で利用が急拡大しています。
① X線CTスキャンとSAXS測定が融合しました
・X線CTスキャンで凝集体を可視化し、SAXS測定により階層構造など局所的な構造情報を得ることができます。これにより、マクロ的な構造とナノ～原子レベルの構造の関係を理解するのに役立ちます。
・例えば、樹脂サンプルを引っ張りながら、X線CTスキャンで得られた局所的なムラをピンポイントでSAXS測定することも可能です。新素材開発だけでなく、不良解析にも有効な新しい手法になります。
新しい技術ですので、アプリケーションに関する詳細のご質問は こちらより、お問い合わせください。
② Q-Xoom機能により検出器は自動的に移動
・真空環境中にある検出器は奥行き1～4mの可動範囲があり、カメラ長を変えながら、SAXS測定～MAXS測定～WAXS測定が出来ます
・検出器の移動による検出可能なX線散乱の有効面積は200x200mm²以上あります
③ Bonse-Hart型光学系によるUSAXS測定
・独自開発のBonse-Hart型光学系は自動的に光学調整が行われ、約4.5μmサイズのUSAXS測定が可能
・SAXS測定とUSAXS測定の切替は自動で駆動
・SAXSデータとUSAXSデータはマージング機能により、シームレスなデータを得ることができます
・USAXS/SAXS/WAXSの切替測定におけるサンプル移動は不要でX線は常に同じ位置に照射されます
④ X線源は自動で切替
・最大3つのX線源を搭載することができ、自動切替にてサンプルに応じた測定結果を得ることができます
・同じサンプル、同じ測定箇所に、異なるX線源を照射して散乱情報を得ることができます
・X線源は、Cu-Kα, Mo-Kα, Cr-Kα, Ga-Kα（Metal Jet）の中から選択可能
⑤ In-situ測定に対応した豊富な測定アタッチメント
・Xenocs社では温度、湿度、引張、せん断といったさまざまな環境下での構造変化を時系列で観察可能なIn-situ測定に対応したアタッチメントを取り揃えています。市販の顕微鏡用アタッチメント搭載にも対応しておりますが、ユーザー様の希望に応じたカスタマイズでのアッタッチメント製作にも対応しています。
技術的なご質問、測定アタッチメントのカスタマイズのご相談はこちらよりお気軽にお問い合わせください。
⑥ 放射光施設と同等性能を実現したXeuss 3.0
Xenocs社はILL(ラウエ・ランジュバン研究所)を原点として2000年に設立されたフランス南東部グルノーブルに拠点を持つ小角X線散乱装置の世界的メーカー。ESRF(欧州シンクロトロン放射施設)とも関係が深く、Xenocs社の製品にはESRFの高度な技術が活かされています。また、世界中の放射光施設に高品質なX線光学部品の納入実績があり、豊富な経験と先端技術を基に構造解析の最新ソリューションを提供しています。
小角X線散乱測定の歴史としては放射光施設での利用がほとんでしたが、放射光施設と同等性能を実現したXeussシリーズが製品化されてからはラボでの小角X線散乱測定がより普及してまいりました。
⑦ X線散乱で得られる情報
SAXS （Small-Angle X-ray Scattering：小角X線散乱 ）
X線を物質に照射すると物質の構造に応じた固有の散乱X線が放出され、散乱角が小さい(<10°)X線を測定する小角X線散乱法では1～300nmサイズの分子レベルの構造体の情報が得られます。
WAXS（Wide-Angle X-ray Scattering：広角X線散乱 ）
X線を物質に照射すると物質の構造に応じた固有の散乱X線が放出され、散乱角が大きい(>10°)X線を測定する広角X線散乱法では<1nmサイズの原子レベルの結晶構造の情報が得られます。
USAXS （Ultra Small-Angle X-ray Scattering：極小角X線散乱 ）
X線を物質に照射すると物質の構造に応じた固有の散乱X線が放出され、散乱角が非常に小さいX線を測定する極小角X線散乱法では>4.5μmサイズの大きな構造体の情報が得られます。
GISAXS （Grazing Incidence Small-Angle X-ray Scattering：斜入射小角X線散乱 ）
X線を物質に斜めに照射すると薄膜表面の構造情報が得られます。SAXSが液体/個体/粉体の透過測定に用いられるのに対し、GISAXSでは固体表面の反射測定に用いられます。
カタログや技術資料の送付、装置に関するご質問はこちらよりお気軽にお問い合わせください。
⑧ アプリケーション事例
Xeuss 3.0で測定可能なアプリケーションは幅広くありますが、ここでは代表的な例を紹介させて頂きます。
結晶相同定 / Phase identification
ベヘン銀酸サンプルのラメラ相の同定
結晶分画 / Crystalline fraction
アモルファス相から散乱寄与を差し引くことにより得られるポリマーの結晶化度計算のための広角でのブラッグ散乱信号の決定
比表面積 / Specific surface area
水溶液中の銀ナノ粒子の比表面積を推定するための散乱データのポロドフィット（invariant method）
パーティクルサイズ、サイズ分布 / Particle & size distribution
水性懸濁液中の銀ナノ粒子の体積分率でのサイズ分布
ラメラ構造 / Lamellar structure
ラメラ構造における電子密度の自己相関関数の分析による、短周期と長周期の決定
相転移 / Phase transitions
温度変化にさらされた有機ポリマーの1D SAXS強度の2D表示で、ヒステリシス効果を伴う相転移を証明
無償サンプル評価（導入検討）、有償サンプル評価（受託分析）、アプリケーションに関するご質問はこちらより、お気軽にお問い合わせください。
Xeuss 3.0の製品情報は Xenocs社のホームページ（日本語対応）からも入手できます。海外での最新の測定事例や研究論文などもありますので、ぜひ、一度アクセスしてみてください。(*’ω’*)
- 仕様
| Source | Microfocus sealed tube: Cu, 30W/30µm*, point focus. (* DIN EN 12543-5) |
| MetalJet source D2+ (Ga). | |
| Motorized Dual source or triple source (Cu/Mo/Cr/Ga). | |
| Optics | Patented 2D single reflection multilayer optics. |
| Detector | In-vacuum motorized 3-axis detectors for 2D SAXS/WAXS (Q-Xoom): |
| –Pilatus3 R 300K hybrid photon counting detector | |
| –Eiger2 R (1M, 4M) hybrid photon counting detectors | |
| Optional WAXS detectors for SWAXS: | |
| –Pilatus3 R 100K hybrid photon counting detector | |
| –Motorized 3-axis Eiger2 R 500K hybrid photon counting detector | |
| Sample chamber | Large vacuum chamber. |
| On-axis sample viewing (parallax free). | |
| Attachments for operation of sample in air. | |
| Key features | Clean Beam technology: high flux and low background beamline. |
| Beamstopless measurement: SAXS acquisition continuously without any beamstop. | |
| Q-Xoom: Automatic change of measurement configuration over all instrument Q-range with no movement of sample measuring position. | |
| Virtual detector mode: surfaces of detection > 200 mm² x 200 mm². | |
| Measurement capability | Nanoparticles size up to 300 nm or 500 nm in diameter depending on Xeuss model. |
| Nanoparticles size up to > 4.5 microns with optional motorized Bonse-Hart module for automatic sequential USAXS/SAXS measurements. | |
| Scattering measurements up to 2Ɵ>70° with Q-Xoom. | |
| Sample environment | Standard holders (multi-samples): solids, capillaries, powders. |
| Sample holders for powders and gels. | |
| Flowcells for liquids: | |
| — Low noise flowcell | |
| — Capillary flowcell | |
| — Automatic Sample Changer | |
| Temperature stages: | |
| — Multi-purpose X-Ray Temperature Stage (-30°C to 150°C) | |
| — High temperature sample stage (-150°C to 350°C) | |
| — Extended high temperature sample stage (amb – 1000°C) | |
| Tensile Stage (0-200N). | |
| Humidity stage (10%-90% from ambient to 60°C). | |
| Shear stage | |
| Temperature compatible GiSAXS stage | |
| Other sample stages available under request | |
| Software | Acquisition software with automatic data reduction in absolute units and live data display. |
| XSACT (X-ray Scattering Analysis and Calculation Tool) for data analysis and interpretation. | |
| General parameters | Models & Footprint : Xeuss 3.0 C (1 m x 3 m), HR (1 m x 5 m), UHR (1 m x 8 m). |
| Maximum power consumption: < 3000 W (single phase power) |
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