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物質科学のためのＸ線構造解析入門

名古屋市立大学教授　博士（理学）青柳　忍著

Ａ５判／224頁／定価3190円（本体2900円＋税10％）／2025年11月25日発行
ISBN 978-4-7853-2833-7　 C3042

　Ｘ線構造解析の基礎と原理を丁寧に解説するとともに、基礎的な実験手法と応用的な解析手法を平易に紹介した教科書。
　簡潔で明快な図を豊富に掲載し、各章末に演習問題を配置することで初学者にも学習しやすいよう工夫を凝らした。単結晶と粉末結晶の両方の構造解析に加えて、放射光を用いた実験についても扱っている。
　本書が、物質科学の普遍的な研究と学習の一助となれば幸いである。

サポート情報

目次（章タイトル）　　→ 詳細目次

1．Ｘ線の性質と発生
2．Ｘ線の吸収と検出
3．Ｘ線の散乱
4．結晶の構造
5．結晶の回折条件
6．結晶の回折強度
7．単結晶Ｘ線回折
8．単結晶構造解析
9．粉末結晶構造解析

詳細目次　　→

1．Ｘ線の性質と発生
　1.1　Ｘ線の発見
　1.2　Ｘ線の波動性
　　1.2.1　電磁波
　　1.2.2　電磁波の種類
　　1.2.3　電磁波の偏光
　　1.2.4　電磁波のエネルギー
　1.3　Ｘ線の粒子性
　1.4　Ｘ線の発生
　1.5　電子遷移と特性Ｘ線
　　1.5.1　電子遷移
　　1.5.2　特性Ｘ線
　　1.5.3　$\rm{K}\alpha$ 線の分裂
　1.6　制動放射と連続Ｘ線
　　1.6.1　制動放射
　　　1.6.2　連続X 線
　1.7　放射光
　　1.7.1　放射光の指向性
　　1.7.2　放射光のスペクトル
　　1.7.3　挿入光源
　1.8　放射光施設
　　1.8.1　蓄積リング型施設
　　1.8.2　XFEL施設
　参考文献
　演習問題

2．Ｘ線の吸収と検出
　2.1　Ｘ線と物質の相互作用
　2.2　吸収断面積
　2.3　Ｘ線吸収スペクトル
　2.4　光電効果と光電子
　2.5　蛍光とオージェ電子
　2.6　電離箱
　2.7　半導体検出器
　参考文献
　演習問題

3．Ｘ線の散乱
　3.1　弾性散乱と非弾性散乱
　3.2　電子による弾性散乱
　　3.2.1　弾性散乱の偏光と位相
　　3.2.2　弾性散乱の強度と電場振幅
　　3.2.3　弾性散乱の断面積
　3.3　原子による弾性散乱
　　3.3.1　原子の電子密度
　　3.3.2　原子散乱因子
　　3.3.3　原子散乱因子の計算
　3.4　異常分散
　　3.4.1　複素電気感受率
　　3.4.2　異常分散と吸収断面積
　　3.4.3　異常分散と振動子強度
　　3.4.4　異常分散の計算
　3.5　非弾性散乱
　　3.5.1　電子による非弾性散乱
　　3.5.2　原子による非弾性散乱
　参考文献
　演習問題

4．結晶の構造
　4.1　結晶と非結晶
　4.2　並進対称と単位格子
　　4.2.1　格子定数
　　4.2.2　並進対称
　4.3　回転対称と結晶系
　　4.3.1　回転対称
　　4.3.2　結晶系
　4.4　複合格子とブラベ格子
　4.5　点対称と結晶点群
　　4.5.1　反転と回反
　　4.5.2　点群の表記法
　　4.5.3　ステレオ投影図
　　4.5.4　結晶系と結晶点群
　　4.5.5　結晶点群の分類
　4.6 部分的な並進と空間群
　　4.6.1　らせんと映進
　　4.6.2　空間群
　4.7　原子座標と対称操作
　4.8　結晶構造の例
　　4.8.1　シリコンの結晶構造
　　4.8.2　水晶の結晶構造
　参考文献
　演習問題

5．結晶の回折条件
　5.1　ラウエ条件
　5.2　結晶面
　5.3　ブラッグ条件
　5.4　逆格子
　5.5　エヴァルト球
　参考文献
　演習問題

6．結晶の回折強度
　6.1　結晶構造因子とラウエ関数
　　6.1.1　結晶構造因子
　　6.1.2　ラウエ関数
　6.2　結晶構造因子の振幅と位相
　　6.2.1　原点移動と結晶構造因子
　　6.2.2　反転対称と結晶構造因子
　　6.2.3　複合格子と結晶構造因子
　6.3　フリーデル則とラウエ群
　　6.3.1　フリーデル則
　　6.3.2　回折図形の点対称
　　6.3.3　ラウエ群
　6.4　異常分散と結晶構造因子
　　6.4.1　異常分散と反転対称
　　6.4.2　異常分散と鏡像異性
　　6.4.3　異常分散と反転双晶
　6.5　消滅則と空間群
　　6.5.1　らせん操作の消滅則
　　6.5.2　映進操作の消滅則
　　6.5.3　消滅則による空間群の推定
　6.6　原子変位因子
　　6.6.1　等方性の調和原子変位
　　6.6.2　異方性の調和原子変位
　　6.6.3　等価等方性の原子変位
　　6.6.4　異方性原子変位の点対称
　　6.6.5　調和原子変位の温度変化
　　6.6.6　非調和および静的な原子変位
　参考文献
　演習問題

7．単結晶Ｘ線回折
　7.1　ブラッグ反射強度の測定
　　7.1.1　単結晶
　　7.1.2　分光器
　　7.1.3　回折計
　　7.1.4　格子定数の決定と指数付け
　　7.1.5　ブラッグ反射強度の算出
　7.2　ブラッグ反射強度の補正と評価
　　7.2.1　ローレンツ因子
　　7.2.2　偏光因子
　　7.2.3　吸収因子
　　7.2.4　規格化因子
　　7.2.5　$|F_{Ohkl}|^2$ の評価
　7.3　散漫散乱
　　7.3.1　原子変位相関
　　7.3.2　熱散漫散乱
　参考文献
　演習問題

8．単結晶構造解析
　8.1　電子密度分布とパターソン関数
　　8.1.1　電子密度分布
　　8.1.2　パターソン関数
　8.2　直接法
　　8.2.1　セイヤーの式
　　8.2.2　規格化結晶構造因子
　　8.2.3　tangent関係式
　　8.2.4　位相の導出
　8.3　デュアルスペース法
　　8.3.1　位相の初期値
　　8.3.2　チャージフリップ
　　8.3.3　ランダムオミット
　　8.3.4　位相の評価
　8.4　結晶構造の精密化
　　8.4.1　最適化する変数
　　8.4.2　消衰効果
　　8.4.3　双晶
　　8.4.4　最小２乗法
　　8.4.5　差フーリエ合成
　　8.4.6　構造の束縛
　8.5　電子密度解析
　　8.5.1　多極子展開
　　8.5.2　HAR解析
　　8.5.3　トポロジカル解析
　参考文献
　演習問題

9．粉末結晶構造解析
　9.1　粉末Ｘ線回折
　　9.1.1　反射型配置
　　9.1.2　透過型配置
　9.2　粉末Ｘ線回折パターン
　　9.2.1　ブラッグピーク関数
　　9.2.2　粉末Ｘ線回折強度
　　9.2.3　粉末回折のローレンツ因子
　　9.2.4　選択配向
　9.3　リートヴェルト法
　　9.3.1　精密化する変数
　　9.3.2　ブラッグピーク幅
　　9.3.3　評価関数
　9.4　最大エントロピー法
　　9.4.1　情報エントロピー
　　9.4.2　ラグランジュ未定乗数法
　　9.4.3　MEM電子密度
　9.5　粉末未知構造解析
　　9.5.1　格子定数の探索
　　9.5.2　空間群の推定
　　9.5.3　実空間法
　　9.5.4　構造モデルの探索
　9.6　局所構造解析
　　9.6.1　全散乱法
　　9.6.2　原子対相関関数
　　9.6.3　不規則構造の推定
　参考文献
　演習問題

索引