X線定在波 – 日本語百科事典辞書

X-ray_standing_waves
X線定在波（XSW）技術は、高空間分解能および化学選択性表面及び界面の構造を研究するために使用することができます。1960年代にBWBattermanによって開拓されたシンクロトロン光の利用可能性は、表面科学の幅広い問題へのこの干渉技術の適用を刺激しました。

コンテンツ
1 基本原則
2 実験的考察
3 選択したアプリケーション
4 も参照してください
5 参考文献
6 参考文献

基本原則

X線定在波測定の原理
X線定在波（XSW）フィールドは、サンプルに衝突するX線ビームと反射ビームの間の干渉によって作成されます。反射は、結晶格子または操作された多層超格子のブラッグ条件で生成される場合がこれらの場合、XSWの周期は反射面の周期性に等しくなります。小さな入射角での鏡面からのX線反射率を使用して、長周期XSWを生成することもできます。
X線回折の動的理論によって記述されるXSWフィールドの空間変調は、サンプルがブラッグ条件でスキャンされるときに顕著な変化を受けます。入射ビームと反射ビームの間の相対的な位相変動により、XSWフィールドのノード平面はXSW周期の半分だけシフトします。この波動場内の原子の位置に応じて、測定された元素固有のX線吸収は特徴的な方法で変化します。したがって、（蛍光X線または光電子収量による）吸収の測定により、反射面に対する原子の位置を明らかにすることができます。吸収原子は、XSWの位相を「検出」すると考えることができます。したがって、この方法は、X線結晶学の位相問題を克服します。
定量分析の場合、正規化された蛍光または光電子収量
Y {Y_ {p}}
$Y_{p}$
で説明されています
Y （（ Ω
）。= 1+ + 2cos （（ ν− 2
π ）。
{Y_ {p}（ Omega）= 1 + R + 2C { sqrt {R}} f_ {H} cos（ nu -2 pi P_ {H}）}

、
どこ {R}

反射率と ν { nu}

は干渉ビームの相対位相です。の特徴的な形状
Y {Y_ {p}}

2つのパラメータがあるため、表面原子に関する正確な構造情報を導出するために使用できます。 {f_ {H}}

（コヒーレント分数）および {P_ {H}}

（コヒーレント位置）は、原子分布関数のフーリエ表現に直接関係しています。したがって、十分な数のフーリエ成分が測定されている場合、XSWデータを使用して、ユニットセル内のさまざまな原子の分布を確立できます（XSWイメージング）。

特徴的なXSWの利回り（赤い線） = k l { mathbf {H} = hkl}

位置にある吸収原子のブラッグ条件 ⋅ { mathbf {H} cdot mathbf {r}}

。動力学的回折理論によって計算されたブラッグ反射は、緑色で示されています。

実験的考察
単結晶表面のXSW測定は、回折計で実行されます。結晶はブラッグ回折条件で揺り動かされ、反射率とXSW収率が同時に測定されます。XSW収量は通常、蛍光X線（XRF）として検出されます。XRF検出は、硬X線がこれらの媒体を透過する可能性があるため、表面と気体または液体環境との間の界面のその場測定を可能にします。XRFは元素固有のXSW収率を示しますが、吸収原子の化学的状態には敏感ではありません。化学的状態の感度は、超高真空計装を必要とする光電子検出を使用して達成されます。
単結晶表面またはその近くの原子位置の測定には、非常に高い結晶品質の基板が必要です。動力学的回折理論によって計算されたブラッグ反射の固有の幅は非常に小さい（従来のX線回折条件下で0.001°のオーダー）。などの結晶欠陥モザイクは、実質的に吸収原子を見つけるために必要なXSW収率で変調を不明瞭に測定反射率を広げることができます。金属単結晶などの欠陥の多い基板の場合、法線入射または後方反射ジオメトリが使用されます。このジオメトリでは、ブラッグ反射の固有の幅が最大化されます。宇宙で結晶を揺さぶる代わりに、入射ビームのエネルギーはブラッグ条件によって調整されます。このジオメトリは軟入射X線を必要とするため、このジオメトリは通常、XSW歩留まりのXPS検出を使用します。

選択したアプリケーション
超高真空条件を必要とするアプリケーション：
物理吸着および化学吸着の研究
結晶中のドーパントの拡散
超格子と準結晶の特性化
超高真空条件を必要としないアプリケーション：
ラングミュア-ブロジェット映画
自己組織化単分子膜
不均一系触媒のモデル化
埋もれたインターフェース

も参照してください
表面分析方法のリスト

参考文献
^ BWバターマンとH.コール（1964）。「完全結晶によるX線の動的回折」。現代物理学のレビュー。36（3）：681 DOI：10.1103 / RevModPhys.36.681。
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^ D. P.ウッドラフ（2005）。「X線定在波を使用した表面構造の決定」。物理学の進歩に関するレポート。68（4）：743 DOI：10.1088 / 0034から4885/68/4 / R01。
^ MJ Bedzyk、GM Bommarito、JS Schildkraut（1989）。「反射鏡面でのX線定在波」。物理的レビューレター。62（12）：1376–1379。土井：10.1103 /PhysRevLett.62.1376。PMID 10039658。 ^ J.Als-NielsenおよびD.McMorrow（2001）。現代のX線物理学の要素。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ、株式会社ISBN 978-0471498582。
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参考文献
Zegenhagen、Jörg; カジミロフ、アレクサンダー（2013）。X線スタンディングウェーブテクニック。世界科学。土井：10.1142 / 6666。ISBN 978-981-2779-00-7。”