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X線異常分散を利用した元素価数選択性X線ホログラフィー法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15686025
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 金属物性
研究機関東北大学

研究代表者

林 好一  東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (20283632)

研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
30,160千円 (直接経費: 23,200千円、間接経費: 6,960千円)
2005年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2004年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2003年度: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円)
キーワードX線ホログラフィー / X線異常分散 / 蛍光X線 / X線回折 / 局所構造 / 原子像 / ホログラフィー / X線散乱 / 単結晶 / 吸収端 / X線異常散
研究概要

蛍光X線ホログラフィーは、測定されたホログラムをフーリエ変換的な手法により一義的に原子配列を求める構造解析法であるが、従来のアルゴリズムでは多くの虚像が出現することが問題点であった。従って、本年度は新しい原子像再生アルゴリズムの開発を重点的に行った。一つは、昨年度提案した逆フーリエ変換解析法を応用し、抽出したホログラムの振動パターンを基に、ホログラムデータをフィッティングし最終的には原子像を求める方法である。まずは、12.0、12.5、13.0keVのX線による金単結晶の蛍光X線ホログラムを計算し、本手法の実行可能性を評価した。フーリエ変換法では、エネルギーが低いことやホログラムの数が少ないことから、殆ど原子像は再生されなかったが、本手法を適用することにより、ほぼ完全に本来の原子配置を再現した。また、同じエネルギーのX線によって測定した金単結晶の実験ホログラムに適用し同様の結果を得た。このため、実験データに対しても十分適用可能であることが分かった。他にも、GeやZnTe単結晶の蛍光X線ホログラムに対して本手法を用い解析してみたところ、ホログラム振動の減衰率は試料や元素によって大きく変わり、温度因子が大きく関っていることが判明した。
次は、従来、光電子ホログラフィーで成果を挙げてきた最大エントロピー法を用いたフィッティングアルゴリズムを蛍光X線ホログラフィーに適用した。従来のアルゴリズムは単一エネルギーホログラムにしか適用できなかったため、それを多重エネルギー用に改良した。ここでも、12:0、12.5、13.0keVの金単結晶ホログラムのデータを用いて、アルゴリズムの評価を行い、良好な原子像を得ることに成功した。処理に莫大な時間を要するため、東北大学の大型計算機センターで動作できるようプログラムを作成している。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (8件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Elemental identification of a three dimensional environment by complex x-ray holography2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Takahashi et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 171

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Atomic imaging in EBCO superconductor films by an X-ray holography system using a toroidally bent graphite analyzer2005

    • 著者名/発表者名
      T.Sekioka et al.
    • 雑誌名

      Journal of Synchrotron Radiation 12

      ページ: 530-533

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Inverse Fourier analysis in X-ray fluorescence holography2005

    • 著者名/発表者名
      K.Hayashi
    • 雑誌名

      Physical Review B 71

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] X-ray fluorescence holography of 0.078 wt% copper in silicon steel2005

    • 著者名/発表者名
      K.Hayashi et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 238

      ページ: 192-195

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] X線分光ホログラフィーで磁区構造を見る2005

    • 著者名/発表者名
      林 好一
    • 雑誌名

      現代化学 410

      ページ: 12-13

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development and application of laboratory X-ray fluorescence holography equipment2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Takahashi et al.
    • 雑誌名

      Powder Diffraction 19

      ページ: 77-80

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] X-ray fluorescence holography study on Si_<1-x>Ge_x single crystal2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hayashi et al.
    • 雑誌名

      Materials Transactions 45

      ページ: 1994-1997

    • NAID

      10013336221

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-dimensional atomic image around Mn atoms in dilute magnetic semiconductor Zn_<0.4>Mn_<0.6>Te obtained by X-ray fluorescence holography2004

    • 著者名/発表者名
      S.Hosokawa et al.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44

      ページ: 1011-1012

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 逆X線光電子ホログラフィー装置及びその測定方法2005

    • 発明者名
      林 好一, 松原英一郎
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      2005-118762
    • 出願年月日
      2005-04-15
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takahashi, K.Hayashi, E.Matsubara: "Complex X-ray holography"Physical Review. B68. 052103 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takahashi, K.Hayashi, E.Matsubara: "Development of a new holographic method with resonant X-ray scattering"Science and Technology of Advanced Materials. 4. 409-414 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 林 好一, 松原 英一郎: "原子分解能ホログラフィーによる三次元像再生技術の最近の進展"日本結晶学会誌. 第45巻第6号. 364-370 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sekioka et al.: "Structure analysis of lattice defects in high Tc super conducting material bombarded by swift heavy ions using X-ray fluorescence holography"Proceedings of the 8^<th> Japan-Russia International Symposium on_Interaction_of_Fast_Charged Particles with_Solids. 127-131 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hayashi et al.: "3D atomic imaging of SiGe system by X-ray fluorescence holography"Journal of Materials Science : Materials in Electronics. 14. 459-462 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 林 好一, 高橋幸生, 松原英一郎: "蛍光X線ホログラフィー"応用物理. 第72巻第7号. 865-871 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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