| 1.1散乱と回折を表記する基本パラメータ 1 |
| 1.2X線,電子線,中性子線 4 |
| 2.1X線の発生法 7 |
| 2.1.1はじめに 7 |
| 2.1.2X線発生装置 7 |
| 2.1.3シンクロトロン放射 13 |
| 2.1.4新しいX線光源 17 |
| 2.2X線検出器 18 |
| 2.2.1はじめに 18 |
| 2.2.2光子計数型検出器 20 |
| 2.2.3種々の光子計数型X線検出器 25 |
| 2.2.4写真フィルム 32 |
| 2.2.5イメージングプーレト 32 |
| 2.2.6半導体イメージセンサ 36 |
| 3.1構造解析をどのように進めるか 39 |
| 3.1.1結晶によるX線回折 39 |
| 3.1.2結晶の対称性 45 |
| 3.1.3解析の手順 52 |
| 3.2結晶試料の作製 57 |
| 3.2.1X線結晶構造解析に必要な結晶試料 57 |
| 3.2.2いろいろな結晶作製法 58 |
| 3.2.3溶液からの結晶作製 58 |
| 3.2.4化学反応を利用した結晶作製 59 |
| 3.2.5結晶作製を行ううえでの一般的な注意 62 |
| 3.2.6結晶化が困難な場合の対処法 62 |
| 3.3回折装置 63 |
| 3.3.1イメージングプレート(IP)を検出器とする回折装置 63 |
| 3.3.24軸回折計 71 |
| 3.3.3CCDを検出器とする回折装置 72 |
| 3.4特殊条件下での単結晶構造解析 80 |
| 3.4.1温度条件 80 |
| 3.4.2圧力条件 86 |
| 3.4.3光照射下の実験 87 |
| 3.4.4特殊なガス雰囲気での実験の例 91 |
| 3.4.5極微小結晶・極微小領域の単結晶構造解析 92 |
| 3.4.6異常散乱を利用した構造解析 93 |
| 3.4.7強電場下での構造解析 95 |
| 3.5構造の決定 97 |
| 3.5.1解析の前準備 97 |
| 3.5.2空間群の決定 100 |
| 3.5.3直接法 105 |
| 3.5.4パターソン法 124 |
| 3.6結晶構造の精密化 133 |
| 3.6.1最小二乗法による構造精密化 133 |
| 3.6.2関連した話題 136 |
| 3.6.3絶対構造パラメータ 142 |
| 3.6.4双晶構造の精密化 144 |
| 3.6.5消衰効果のパラメータ 144 |
| 3.6.6精密構造解析 145 |
| 3.6.7最小二乗法の算法 145 |
| 3.6.8算法に関連する話題 148 |
| 3.6.9おわりに 149 |
| 3.6.10乱れた構造の例 149 |
| 3.7結果の評価とまとめ方 152 |
| 3.7.1解析結果の診断 153 |
| 3.7.2原子配置 157 |
| 3.7.3温度因子 160 |
| 3.7.4結果のまとめ方 163 |
| 3.8データベースの利用 166 |
| 3.8.1結晶構造データベースとは 166 |
| 3.8.2おもな結晶構造データベース 166 |
| 3.8.3CSDの構成と機能 168 |
| 3.8.4Mogul 173 |
| 4.1はじめに 175 |
| 4.2粉末X線回折装置 178 |
| 4.2.1焦点 179 |
| 4.2.2ソーラスリット 179 |
| 4.2.3発散スリット 180 |
| 4.2.4散乱スリット 181 |
| 4.2.5受光スリット 182 |
| 4.2.6結晶モノクロメータ 182 |
| 4.3回折強度の精密測定 182 |
| 4.4リートベルト法 183 |
| 4.4.1リートベルト法の原理 183 |
| 4.4.2リートベルト法の存在意義 187 |
| 4.4.3選択配向の補正 187 |
| 4.4.4プロファイル関数 188 |
| 4.4.5プロファイル関数の非対称化 190 |
| 4.4.6部分プロファイル緩和の技法 191 |
| 4.4.7リートベルト解析結果の評価 192 |
| 4.4.8リートベルト解析の手順 195 |
| 4.4.9粉末回折データヘの情報の追加 198 |
| 4.4.10リートベルト法の定量分析への応用 199 |
| 4.5パターン分解 200 |
| 4.5.1個別プロファイルフィッティング 200 |
| 4.5.2全回折パターンフィッティングの特徴 201 |
| 4.5.3Pawley法 202 |
| 4.5.4LeBail法 204 |
| 4.5.5部分構造を導入したLeBail解析 207 |
| 4.5.6全回折パターンフィッティングの用途と弱点 207 |
| 4.6最大エントロピー法による電子・原子核密度の決定 208 |
| 4.6.1MEMの原理 208 |
| 4.6.2MEMの特徴 210 |
| 4.6.3MEM解析用ソフトウェア 211 |
| 4.6.4回折データにMEMを適用する際の注意点 212 |
| 4.6.5MEMによる構造精密化の手順 213 |
| 4.6.6第一近似にもとづく電子・原子核密度のイメージング-MEM/リートベルト法- 214 |
| 4.6.7MEM-w.p.f.の反復による密度分布の最適化-MPF法- 216 |
| 4.7非経験的構造解析 217 |
| 4.7.1非経験的構造解析の概要 217 |
| 4.7.2パターソン関数の利用によるパターン分解の高度化 220 |
| 4.7.3粉末回折専用直接法プログラムSIRPOW 223 |
| 4.7.4モンテカルロ法 224 |
| 4.7.5シミュレーティッドアニーリング 225 |
| 4.7.6遺伝的アルゴリズム法 226 |
| 5.1構造解析をどのように進めるか 231 |
| 5.2結晶化とX線回折実験 234 |
| 5.2.1結晶化法 234 |
| 5.2.2位相決定のための結晶調製 241 |
| 5.2.3回折強度測定 246 |
| 5.3構造解析(位相決定)法 252 |
| 5.3.1重原子同形置換法 253 |
| 5.3.2多波長異常分散法(MAD法) 256 |
| 5.3.3分子置換法 258 |
| 5.3.4位相の精密化(重原子パラメータの精密化) 260 |
| 5.4分子モデルの構築 260 |
| 5.4.1初期位相の改良 261 |
| 5.4.2位相改良の実際 265 |
| 5.4.3電子密度の解釈とモデルの構築 266 |
| 5.5結晶構造の精密化 267 |
| 5.5.1精密化の原理と方法 268 |
| 5.5.2精密化のプログラム 270 |
| 5.6横造の解釈 273 |
| 5.6.1モデルの正しさと解析の精度 273 |
| 5.6.2構造の表現 275 |
| 5.6.3類似構造の検索 277 |
| 6.1液体・溶液からの散乱と動径分布関数 279 |
| 6.1.1はじめに 279 |
| 6.1.2非晶質物質の散乱パターン 279 |
| 6.1.3二体分布関数と動径分布関数 281 |
| 6.1.4非晶質物質のX線回折実験の概観 283 |
| 6.1.5角度分散法によるX線回折実験と解析-イメージングプレートを検出器とした場合- 286 |
| 6.1.6エネルギー分散法によるX線回折実験と解析 289 |
| 6.1.7フーリエ変換と動径分布関数 293 |
| 6.2X線異常散乱 297 |
| 6.2.1はじめに 297 |
| 6.2.2X線異常散乱の原理 299 |
| 6.2.3X線異常散乱実験の概要 300 |
| 6.2.4X線異常散乱を用いた構造解析への応用例 303 |
| 6.2.5今後の課題 309 |
| 7.1X線小角散乱装置 311 |
| 7.1.1小角散乱装置の概要 311 |
| 7.1.2非収束カメラと光学系 312 |
| 7.1.3収束光学系と収束素子 316 |
| 7.1.4小角・中角散乱測定用収束カメラ 319 |
| 7.1.5その他のおもなコンポーネント 320 |
| 7.1.6シンクロトロン放射光を利用した小角散乱装置 322 |
| 7.2小角散乱の一般論 323 |
| 7.2.1小角散乱の基礎概念 324 |
| 7.2.2球状粒子からの散乱 326 |
| 7.2.3大きさの決定-Guinierの解析- 327 |
| 7.2.4各形状の粒子散乱因子 328 |
| 7.2.5異方性粒子の解析 328 |
| 7.2.6相互作用系,高次構造 330 |
| 7.2.7コロイド会合体と質量フラクタル 333 |
| 7.2.8界面構造 333 |
| 7.2.9SANSの特徴とコントラスト変化法 334 |
| 7.3高分子,コロイド,ミセルヘの応用 338 |
| 7.3.1高分子溶液 338 |
| 7.3.2高分子薄膜,繊維 341 |
| 7.3.3ミセル溶液 342 |
| 7.3.4コロイド分散液 343 |
| 7.4生体高分子のX線回折-円筒対称パターソン関数- 345 |
| 7.4.1はじめに 345 |
| 7.4.2円筒対称パターソン関数 346 |
| 7.4.3Q(r,z)の応用 351 |
| 7.4.4△Q(r,z)の応用 353 |
| 7.4.5らせん生体高分子のX線回折強度 358 |
| 7.5ゆらぎと小角散乱 360 |
| 7.5.1はじめに 360 |
| 7.5.2分子分布の不均一度-密度ゆらぎ- 361 |
| 7.5.3溶液の混ざり具合-濃度ゆらぎ- 365 |
| 7.5.4Kirkwood-Buffのパラメータ 368 |
| 7.5.5実験上の留意点と解析例 369 |
| 8.1中性子の発生と性質 373 |
| 8.1.1原子炉からの中性子 373 |
| 8.1.2加速器を使用したパルス中性子 378 |
| 8.1.3中性子散乱で必要な原理と物理定数 380 |
| 8.1.4中性子の散乱振幅と散乱断面積 382 |
| 8.1.5中性子の実験を行いたい人のために 386 |
| 8.2単結晶中性子回折による結晶構造解析 387 |
| 8.2.1必要な結晶の大きさと水素の問題 388 |
| 8.2.2中性子4軸回折装置の特徴 390 |
| 8.2.3構造解析の例 392 |
| 8.3磁気構造の決定 402 |
| 8.3.1磁気構造の種類 402 |
| 8.3.2中性子磁気散乱の構造因子 405 |
| 8.3.3磁気構造と反射の関係 410 |
| 8.3.4実際の実験例-希土類化合物TmB2C2を例として- 411 |
| 9.1電子回折 421 |
| 9.1.1はじめに 421 |
| 9.1.2逆格子と電子回折図形 423 |
| 9.1.3運動学回折理論 430 |
| 9.1.4動力学回折理論 435 |
| 9.1.5収束電子回折(CBED)法 445 |
| 9.2電子顕微鏡 452 |
| 9.2.1はじめに 452 |
| 9.2.2TEMの基本構成 453 |
| 9.2.3TEM観察の基本原理 454 |
| 9.2.4結晶構造像の基本原理 458 |
| 9.2.5結晶構造像撮影の具体的手順 462 |
| 9.2.6結晶構造像撮影のポイントとノウハウ 463 |
| 9.2.7TEM観察のための試料研磨手法 465 |
| 9.2.8最近の新技術 469 |
| 9.2.9おわりに 471 |
| 10.1微小結晶構造解析 473 |
| 10.1.1はじめに 473 |
| 10.1.2白色ラウエ法 474 |
| 10.1.3構造精密化の手順 475 |
| 10.1.4今後の展開 476 |
| 10.2表面X線回折 477 |
| 10.2.1はじめに 477 |
| 10.2.2表面構造の表記法 477 |
| 10.2.3表面X線回折法 478 |
| 10.2.4おわりに 483 |
| 索引 485 |
