Structural studies of disordered materials using high-energy X-ray diffraction from ambient to extreme conditions

高エネルギーX線回折による不規則系物質の構造解析; 常温・常圧から極端条件下(高温・高圧)まで

小原 真司*; 伊藤 真義*; 鈴谷 賢太郎; 稲村 泰弘; 桜井 吉晴*; 大石 泰生*; 高田 昌樹*

Kohara, Shinji*; Ito, Masayoshi*; Suzuya, Kentaro; Inamura, Yasuhiro; Sakurai, Yoshiharu*; Oishi, Yasuo*; Takata, Masaki*

SPring-8に代表されるような第三世代大型放射光源の登場は構造物性研究に大きな進歩をもたらした。例えば、SPring-8の高エネルギー,高強度,平行性の良い放射光X線の利用による高精度の粉末X線回折データは、MEM(マキシマムエントロピー法)によって結晶質物質内の電子密度分布の可視化を可能にしている。一方、液体やガラスなど非晶質物質の分野においても、SPring-8の高エネルギー放射光を用いた高精度の回折データと逆モンテカルロシミュレーション(Revere Monte Carlo simulation, RMC)を併用することにより、その3次元構造を可視化し、その特異な物性を3次元構造に基づき議論できるようになりつつある。本稿ではSPring-8の高エネルギーX線回折ビームラインBL04B2における最近のトピックスと近年BL04B2で整備されてきた超高温・高圧の極限実験環境を超高温・高圧下の液体実験の最新の成果と併せて紹介する。

High-energy X-rays from synchrotron radiation source allow us to measure high-quality diffraction data of the disordered materials from under ambient condition to an extreme condition, which is necessary to reveal the detailed structure of glass, liquid, and amorphous materials. We introduce the high-energy X-ray diffraction beamlines and dedicated diffractometer for glass, liquid, and amorphous materials at SPring-8 and report the recent developments of ancillary equipments. Furthermore the structures of liquid and amorphous materials based on high-energy X-ray diffraction data are discussed.