高エネルギー放射光及びコンピュータシミュレーションを用いた「乱れた構造」の三次元可視化

The Disordered 3-dimensional structure visualized by a combination of high-energy synchrotron X-rays and computer simulations

小原 真司*; 大石 泰生*; 高田 昌樹*; 米田 安宏   ; 鈴谷 賢太郎

Kohara, Shinji*; Oishi, Yasuo*; Takata, Masaki*; Yoneda, Yasuhiro; Suzuya, Kentaro

第3世代放射光からの高強度高エネルギーX線回折を利用すると、その短波長と高透過能から、透過法で広いQ領域を迅速に測定することが可能になる。われわれは、最近、SPring-8における高エネルギーX線回折とパルス中性子回折を組合せ、さらにこの両データに逆モンテカルロシミュレーション法を適用することにより、これまで不明であったガラスや液体など非晶質物質の「乱れた構造」を三次元可視化し、その詳細を理解することに成功した。本稿では、その実験の詳細と酸化物ガラスと強誘電性半導体混晶の成果について解説する。

The use of high-energy (E 50 keV) X-rays from SPring-8 allows us to perform X-ray diffraction experiments on disordered materials with the following advantages: high resolution in real space due to the wide range of scattering vector, small correction terms (particularly the absorption correction), and fast diffraction measurement with small amount of samples. Recently, high-energy X-ray diffraction data have been combined with neutron diffraction data from a pulsed neutron source to provide more detailed and reliable structural information than has hitherto been available. Furthermore, the use of reverse Monte Carlo modelling and PDF (pair distribution function) simulation based on high-energy X-ray diffraction data have succeeded in illustrating 3-dimensional structure of disordered materials and disorder in crystalline materials.