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結晶PDF(Pair Distribution Function)解析で観る短配位-中距離構造の世界

Development of the atomic pair-distribution function analysis by synchrotron X-ray

米田 安宏

Yoneda, Yasuhiro

2体相関分布関数(pair-distribution function)法は、短距離(ユニットセル以下)から中距離レンジ(ナノメートルスケールオーダー)の構造を可視化する手法である。従来は液体やアモルファスなどの非晶質物質に対して適用されてきたが、放射光X線やパルス中性子線などの光源を用いることで結晶化した物質にも用いられるようになった。強誘電体や磁性体、水素吸蔵合金など、ドメインを介在した物性はドメイン構造があるために従来の結晶構造解析で得られる平均構造ではドメイン内部の構造との間にずれが生じる。PDF解析は局所構造と平均構造の橋渡しをする手法として注目されている。本稿では特に、放射光を用いた結晶PDF解析について研究手法の開発と利用研究の概要を述べる。

Atomic pair-distribution function (PDF) analysis are the method which visualizes the structure from a short- to middle-range order. It has been applied to amorphous materials and liquids in the past. It could also be used now for the crystallized materials by using a synchrotron X-ray and a pulsed neutron facilities. There is some deviation between the average structure obtained by the traditional crystal structure analysis, and the local structure caused by the domain configuration in ferroelectrics, magnetic materials, hydrogen-storage materials, etc. The PDF analysis is attracted as the method bridging the local and the average structure. The outline of development of research technique and applications are reviewed about the PDF analysis using synchrotron X-ray.

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