SPring-8 BL46XU VG-Scienta R4000用 HAXPES自動測定システムマニュアル JASRI産業利用推進室陰地宏，松本拓也，安野聡（2014年7月8日改定） 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 1 GUIプログラムの立ち上げ 1. ショートカット「System_Grabber.exe」をクリックする。 2. SPECのログファイルを指定する。 3. 通常は「いいえ」を選択する。 ※もし，GUIのトラブル等でGUIを再起動した場合など，直前のシーケンスを復活させたい場合のみ，「はい」を選択。 • GUIプログラムが立ち上がる。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 2 試料を測定槽に導入する 1. 以下を確認する・ロードロックの真空度が3×10-4 Pa以下であること。・ゲートバルブが開いていること。 2. GUIのメニューバーから「Manipulator」 →「入れる」を選択し，試料を測定槽に移動する。 ※GUIプログラム操作上の注意 GUIプログラムは，GUI上でのユーザーの操作を判断して，SPECにコマンドを送信している。SPECの動作が終わるまで，次のコマンドは受け付けられないので，SPECのコンソール上でプロンプトが戻るまで，次の操作をしないようすること！ 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 3 R4000とTCPサーバ（LabVIEW）の立ち上げ（1） 1. R4000制御PCのデスクトップ上のショートカット「Start_R4000.exe」をクリックし，Start R4000.viを立ち上げる。 2. 白矢印をクリックする 3. 初期化が終了するまで，しばらく待つ（50秒程度） 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 4 R4000とTCPサーバ（LabVIEW）の立ち上げ（2） 1. 「HVユニットの電源をONにしてください」ダイアログが表示されたら，測定槽の真空度が所定の真空度（3×10-5 Pa）以下になっていることを確認してから，アナライザー電源のスイッチをONにする。赤LED ランプ・LEDランプは電源投入後数秒間間点滅するが，その後消灯する。 ※もし点灯・点滅状態がしばらく続く場合，装置の異常が疑われるので，電源スイッチをOFFにする。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 5 R4000とTCPサーバ（LabVIEW）の立ち上げ（3） 1. Kinetic Energyを設定する。 ※デフォルト値は7853 eV （Au 4f）。 ※Au以外のKEで位置合わせする場合，当該準位のKEに設定しておくと良い。 2. HV ON/OFFスイッチを押す。 3. KE, Screen, MCPの各電圧が昇圧するまで待つ。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 6 R4000とTCPサーバ（LabVIEW）の立ち上げ（4） 1. Start TCP serverボタンを押す。 • TCP サーバが立ち上がる。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 7 保存ディレクトリの設定 1. GUIのメニューバーから「ホーム」 →「保存ディレクトリを指定」を選択し，保存ディレクトリ名を指定する。 ※ディレクトリ名は YYYYMMDD_name の書式で設定。例：20140704_JASRI 2. TCPサーバの保存ディレクトリが更新されていることを確認する。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 8 試料位置調整（0）測定レイアウトの確認 ② ③ ① ④ ⑥ ⑤ 試料貼付面の番号 eTake-Off-Angle (TOA) 試料，アナライザー，X線ビームの位置関係 x-ray 出射角（TOA)定義カメラ設置位置 ※直出射に一番近い条件 ⇒TOA=80° カメラ2 アナライザーレンズ軸方向カメラ3 水平面内の斜め45度方向 2014/7/8 カメラ1 X線ビーム斜め上 45度方向 HAXPES自動測定システムマニュアル 9 試料位置調整（1）粗調整 1. 測定する試料貼付面の番号（Face Num）とTOAを入力し「変更」ボタンを押す。 2. 試料位置が測定位置の付近まで移動する。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 10 試料位置調整（2） CCDカメラ画像による調整 • カメラ選択コンボボックス（①）でカメラ1とカメラ2を切り替えながら，試料位置の微調整を行う。 ③ ① ② • サンプル移動ラジオボタン（②）をクリックして試料画像をクリックすると，クリックした位置にケガキ線の位置に移動する。 • 微調整パネル（③）上の矢印ボタンで試料位置を微調整できる。数カメラ１視点字を変更するとボタンを押したときの移動距離を変えることが出来る（単位：mm）。 • カメラ１視点でxs方向の調整を行う。 • カメラ2視点でys方向とzs方向の調整を行う。カメラ2視点 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 11 試料位置調整（3） Kintetic Energy (KE) の設定 ① ② ③ ④ 1. 元素選択コンボボックス（①）で元素を選択する。 2. 内殻準位選択コンボボックス（②）で内殻準位を選択する。 • 元素と内殻準位に対応するKEがテキストボックス（③）に設定される。 ※テキストボックスを編集してKEを手動で設定することもできる。 3. 「変更」ボタン（④）を押しKEを設定値に変更する。KEが指定の値になるまでしばらく待つ。 ※SPECのコンソール及びTCPサーバの画面を見れば，KEが変更中であるかどうか判断できる。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 12 試料位置調整（4）光電子強度による調整 ① 1. 「Live mode start」ボタン（①）を押し，光電子のリアルタイムモニタを始める。 2. 光電子強度（②）及び検出器の CCDカメラのイメージ（③）を見ながら，試料位置を調整。 ③ ② ※以下は必要に応じて ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 3. スキャン軸（④）と，スキャン開始（⑤）・終了点（⑥）（相対位置），データ点数（⑦），1点当たりのデータ蓄積時間（⑧）を設定し，開始ボタン（⑨）でスキャンを開始する。SPECで光電子強度がプロットされる。 4. Max, Center, Define, Exitのいずれかを選び，試料位置を適切な位置に試料を移動する。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 13 試料位置調整（5）測定位置のセット ① ② ③ 1. Position名をテキストボックス①に入力し，set positionボタン（③）を押す。Position番号は自動的に連番になる。 ※既存のpositionを上書きしたい場合はテキストボックス②に既存のposition番号を入力しset positionボタンを押す。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 14 測定領域(Region）の設定 ② ① 1. 「連続測定」タブ（①）をクリックし，測定条件入力モードにする。 2. Region作成ボタン（②）を押す。 ③ ⑥ ④ ⑦ ⑤ 3. Region_DialogでRegion名（③）と測定開始（④）・終了エネルギー（⑤），エネルギーステップ（⑥），データ溜め込み時間（⑦）を入力し， OKボタン（⑧）を押す。 ⑧ ※Regionを設定したら，region fileを保存しておくとよい。方法：メニューバーから「パラメータ入出力」 →「regionリストを出力」を選択 ※保存したregion fileを読み出すこともできる。方法：メニューバーから「パラメータ入出力」 →「regionリストを読み込む」を選択 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 15 測定シーケンスの設定及び測定開始 1. 測定位置を設定（①）。 ① 2. 測定領域を設定（②）。 ② ③ ④ ⑤ 2014/7/8 3. sweep回数を設定（③）。 4. 測定予定シーケンスにチェック（④）。（ファイル名が自動的にセット。手動変更も可。） 5. スタートボタン（⑤）を押し、シーケンスを開始。 HAXPES自動測定システムマニュアル 16 測定の途中終了 1. Stop Sweepボタン（①）を押す。 ① 2. 現在の測定を「今すぐ止める」か「最後まで測定して止める」か，選択する。 3. 次の測定に「移る」か「移らない」か，選択する。 4. 本当に測定を止めるかどうか，選択する。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 17 R4000とTCPサーバ（LabVIEW）の立ち下げ ① ② 1. 「Stop TCP server」ボタン（①）を押し，TCP サーバを終了する。 2. HV ON/OFFボタンを押す（②）（緑色ランプが消灯する）。 3. KE, Screen, MCPの各電圧が初期値に降圧するまで待つ（数分かかる）。 4. この間，試料をロードロックに退避しておくと良い。方法：メニューバーから「Manipulator」 →「出す」 5. 「HVユニットの電源をOFFにしてください」ダイアログが表示されたら，アナライザー電源のスイッチをOFF にする。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 18 トラブルシューティング(1) システムハングアップ時の復旧手順 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 実験ハッチを開け、アナライザーの電源をOFF。 LabVIEWのエラーダイアログを閉じる（LabVIEWが強制終了する）。 SPECのプロンプトが表示されない場合は Cntl + c を入力し、SPECのマクロを停止する。 TCPサーバを再度起動する。アナライザーの電源をON。アナライザーの電圧を昇圧する。 TCPサーバを起動する。測定を開始する。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 19 トラブルシューティング(2) GUIプログラム再起動 1. 「閉じる」ボタンを押す。 2. Region fileを保存したい場合，「はい」を選択する。 3. シーケンスを一時ファイルに保存したい場合，「はい」を選択する。 4. GUIを起動する。 ※「GUIプログラムの立ち上げ」の項を参照 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 20 トラブルシューティング(3) 「SPECが動作中です」というダイアログが表示され GUIで操作ができない場合 1021.SCIENTA> 1. SPECのプロンプトが表示され， SPECが動作中でないことを確認。 2. メニューから「Staff用」 →「ロック解除」を選び，ロックを解除する。 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 21 参考：自動測定システムの概略従来システムでは、R4000はVG-Scienta製のソフトウェア、試料位置はSPEC システムにより、互いに独立に制御されていた。我々はVG-Scienta提供の LabVIEW用ライブラリ（SES Wrapper）を用いてR4000を制御するTCPサーバを新規に作成し、SPECからTCPサーバにソケット通信でR4000制御用コマンドを送信する方式で、両者の制御を統合した。さらに煩雑なコマンド入力が必要とされるSPECにGUIをかぶせることにより、操作を容易にした。本システムの導入により以下のことが可能となった。 •容易なアナライザー電圧設定。 •試料観察CCDカメラ画像を見ながらの直感的な試料位置調整。 •光電子強度の試料位置スキャン。（試料表面上にパターンを形成した試料などで、より正確な位置あわせが可能。） •複数の測定位置をまたぐ自動測定。 2014/7/8 Ver. 2014/7/8 HAXPES自動測定システムマニュアル 22