放射光X線回折によるバルク材料の高精度結晶相解析手法の確立

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K15035
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分26020:無機材料および物性関連
• 研究機関: 公益財団法人高輝度光科学研究センター
• 研究代表者: 小林 慎太郎 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, テニュアトラック研究員 (10771892)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 構造解析 / 無機材料 / 放射光X線

研究成果の概要

本研究は、X線回折測定で通常用いられている粉末や単結晶だけでなく、バルク材料を用いて、高精度な結晶相解析を行う手法の確立を目的としている。具体的には、(1)バルク材料の利点を活かした測定手法の開発、(2) 回折データの信頼度の低下の要因となる粗大結晶粒の寄与を軽減した解析手法の確立を目標とする。その結果、(1)バルク材料を固定するための治具を開発・改良し、石英キャピラリとバルク試料の高温接触反応を抑制した回折データの取得と、(2) X線照射位置や試料の回転方向の自由度を活かし、多数の2次元回折データを取得・統計処理を行うことで、粗大粒の影響を軽減した信頼度の高い回折データの取得に成功した。

自由記述の分野

無機材料

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではバルク材料を用いた放射光XRDによる、高精度な結晶相解析を行う手法の開発を行った。材料生成プロセスの理解や、実応用材料の機能特性の理解のためには、バルク材料を用いた結晶相の高精度な評価が必要であり、高精度な解析が可能になれば機能性材料の高効率な開発に資する情報を与えうる。他にも、粉末化すると特性が変化する結晶相の高精度な結晶構造解析が可能となる。本研究では、1軸回転と試料の並進移動を組み合わせた2次元XRDデータの取得を中心として推進したが、ガンドルフィカメラ法のような、多軸回転とデータ処理を組み合わせることで、高精度なバルク材料の結晶相解析が可能となることが期待される。