製品情報

小角X線散乱装置 Xeuss 3.0(ゼウス 3.0)

小角X線散乱装置
Xeuss 3.0(ゼウス 3.0)

Xeuss 3.0は小角分解能(qmin:0.01nm-1)を実現した業界最高峰の小角X線散乱装置。
BonseHart光学系を用いたUSAXS測定での~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、最高レベルを追求する研究者にナノ材料の構造解析の最新技術を提供しています。

X 線コンピュータトモグラフィー法 (CT) 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です。

  • 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機能により検出器が自動で移動します

・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のSAXS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

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③ Bonse-Hart型光学系によるUSAXS測定

・専用開発のBonse-Hart型光学系は全自動光学調整機能を搭載しており約4.5μmサイズのUSAXS測定にも対応

・SAXS測定とUSAXS測定の切替えは全自動で駆動

・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

 

④ X線源は自動的に切り替わります

・最大3つのX線源を搭載し自動切替にてサンプル特性に応じた測定結果を得ることができます

・測定サンプルの同じ測定個所に対して異なるX線源の照射により得られる散乱情報を比較することができます

・X線源はCu-Kα, Mo-Kα, Cr-Kα, Ga-Kα(Metal Jet)からお選び頂けます

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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、カスタマイズでの製作も可能です。

XE_3_0_D807351_md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、高品質のX線光学部品を世界中の放射光施設に納入しており、豊富な経験と知識を基に最高レベルを追求する研究者に構造解析の最新ソリューションを提供しています。

SAXSの歴史として最高性能の小角X線散乱測定は放射光施設での利用に限定されていましたが、Xenocs社の14年にも及ぶ研究開発の結果、放射光施設と同等性能を実現したXeuss 3.0が製品化されました。

 

⑦ X線散乱で得られる情報

SAXS (Small-Angle X-ray Scattering:小角X線散乱 )で得られる情報

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 )で得られる情報

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 )で得られる情報

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 )で得られる情報

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。

SAXS WAXS animation

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にはさまざまなものがあります。

結晶相同定 / Phase identification

ベヘン銀酸サンプルのラメラ相の同定

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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

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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)

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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

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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

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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

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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の最新情報は Xenocs社のホームページ(日本語対応)からも入手できます。

SAXS WAXS animation

  • 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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