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Coherent X-ray diffraction for domain observation

ドメイン観察手段としてのコヒーレントX線回折

大和田 謙二; 並河 一道; 水木 純一郎; 下村 晋*; 中尾 裕則*; 伊藤 和輝*; 松下 三芳*; 米田 安宏; 村上 洋一*; 廣田 和馬*

Owada, Kenji; Namikawa, Kazumichi; Mizuki, Junichiro; Shimomura, Susumu*; Nakao, Hironori*; Ito, Kazuki*; Matsushita, Mitsuyoshi*; Yoneda, Yasuhiro; Murakami, Yoichi*; Hirota, Kazuma*

第三世代放射光の登場によりコヒーレントX線回折(CXD)が現実的になってきた。その手法は固体物理に適用されることが期待されている。CXDによるX線スペックルパターンは物質内部の粒子やドメインの配列をよく反映する。そのような配列を理解することは誘電体,圧電体,フォトニック結晶など物質の機能発現を理解するうえで重要となる。われわれはスプリングエイトのBL22XUにおいてCXDができるように装置群を整備した。それらを使い、合金Cu$$_{3}$$Au,誘電体PZN-9%PT,Sr-doped BaTiO$$_{3}$$のスペックルパターンの観測に成功した。それらの二次元フーリエ像は空間自己相関関数を与え、ミクロスケールのドメイン配列の情報を与える。

An X-ray speckle pattern well reflects a particle or domain alignment on the inside of materials. Detecting the alignment is important for understanding a function of the materials such as ferroelectric, piezoelectric materials, photonic crystals and so on. We have thus constructed the apparatus for coherent X-ray diffraction at BL22XU@SPring-8, high quality slits for obtaining the full coherent X-ray beam, high resolution X-ray CCD camera for obtaining the well-resolved speckle pattern, and so on. By using the devices, we have successfully observed the speckle pattern from Cu$$_{3}$$Au, the ferroelectric material PZN-9%PT (91%Pb(Zn$$_{1/3}$$Nb$$_{2/3}$$)O$$_{3}$$-9%PbTiO$$_{3}$$) and Sr-doped BaTiO$$_{3}$$. The 2DFFT image gives us a spatial autocorrelation function which includes the information of the arrangement of the domains in the crystal within micrometers scale.

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