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広域X線吸収微細構造

索引 広域X線吸収微細構造

広域X線吸収微細構造 (Extended X-ray Absorption Fine Structure) とはX線吸収スペクトルにおいて、吸収端から高エネルギー側に 1000eV 程度までの領域に見られる構造を呼ぶ。通常、EXAFS(イグザフス)と略される。 XANESよりも高いエネルギー領域では、励起された内殻電子がX線吸収原子から放出される(光電子)。放出された光電子は隣接する原子により散乱され(→散乱理論)、光電子とその散乱波との干渉により、内殻電子の励起確率、すなわちX線吸収係数が変化する。EXAFS領域における振動構造はこの効果による。.

19 関係: 吸収係数実空間干渉 (物理学)平面波位相のずれマフィンティンポテンシャルデバイ‐ワラー因子フーリエ変換ベクトルポテンシャル光電子球面波配位数電子光子相互作用電気双極子遷移FEFF8K空間X線吸収分光法散乱散乱理論

吸収係数

吸収係数(きゅうしゅうけいすう、absorption coefficient)または吸光係数(きゅうこうけいすう)とは光がある媒質に入射したとき、その媒質がどれくらいの光を吸収するのかを示す定数。長さの逆数の次元を持つ。ランベルト・ベールの法則に従えば、媒質をある距離通過した光の強度と入射した光の強度の比の対数(吸光度)は、通過距離と比例関係にあり、その比例係数を吸収係数と呼ぶ。 記号としては自然対数の形式ではα、常用対数の形式ではβを用いる場合が多い。また、溶液などの吸収を観測する場合、αまたはβを溶液の単位モル濃度で規格化したモル吸光係数εが用いられる。 音波についても同様に、音波吸収係数などの概念が用いられる。.

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実空間

実空間(じつくうかん、Real space).

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干渉 (物理学)

2波干渉 物理学における波の干渉(かんしょう、interference)とは、複数の波の重ね合わせによって新しい波形ができることである。互いにコヒーレントな(相関性が高い)波のとき干渉が顕著に現れる。このような波は、同じ波源から出た波や、同じもしくは近い周波数を持つ波である。.

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平面波

平面波(へいめんは、Plane wave)とは、等位相面が波数ベクトルを法線ベクトルとする等値平面から成る周期関数のことである。.

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位相のずれ

位相のずれ(位相差、位相シフト、フェーズシフト)とは、量子力学の散乱理論において、散乱によって入射状態と散乱状態の間に生じる位相差のことである。.

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マフィンティンポテンシャル

マフィンティン・ポテンシャル(Muffin-Tin potential、MTポテンシャル)とは、APW法、LMTO法、KKR法等、全電子によるバンド計算手法で用いられるポテンシャルである。マフィンティンポテンシャルは、原子核部分を記述する球対称なポテンシャル部分と、それ以外(格子間領域)の平らな部分とからなる。この平らな部分は通常、V.

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デバイ‐ワラー因子

デバイ.

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フーリエ変換

数学においてフーリエ変換(フーリエへんかん、Fourier transform; FT)は、実変数の複素または実数値函数を別の同種の函数に写す変換である。変換後の函数はもとの函数に含まれる周波数を記述し、しばしばもとの函数の周波数領域表現 と呼ばれる。これは、演奏中の音楽を聴いてそれをコードに書き出すというようなことと同様な思想である。実質的に、フーリエ変換は函数を振動函数に分解する。 フーリエ変換 (FT) は他の多くの数学的な演算と同様にフーリエ解析の主題を成す。特別の場合として、もとの函数とその周波領域表現が連続かつ非有界である場合を考えることができる。「フーリエ変換」という術語は函数の周波数領域表現のことを指すこともあるし、函数を周波数領域表現へ写す変換の過程・公式を言うこともある。なおこの呼称は、19世紀フランスの数学者・物理学者で次元解析の創始者とされるジョゼフ・フーリエに由来する。.

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ベクトルポテンシャル

数学のうちベクトル解析において、3次元ベクトル場A が、3次元ベクトル場v のベクトルポテンシャル(vector potential)であると は、 であることを意味する。3次元以外のベクトル場については、微分形式を用いた拡張(例えば、ポアンカレの補題)が考えられる。.

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光電子

光電子(こうでんし、photoelectron)は、光電効果によって、光のエネルギーを吸収し、物質表面から外部に放出された自由電子と、固体の内部に留まるが励起されて伝導(光伝導)に寄与するようになった電子の総称である。また、光電子による電流を光電流と呼ぶ。.

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球面波

球面波(きゅうめんは、spherical wave)とは、3次元の等方的な媒質中に存在する点波源から発生、もしくは一点に向かって収束する球状の波動のことである。同位相の波面は全て点波源を中心とする同心球面を形成するため、この波動は波源に関して球対称となる。3次元波動方程式の球対称解として記述される。.

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配位数

化学・物理学における配位数 (coordination number) とは、分子及び結晶中の中心原子からみた最隣接原子の数である。 化学において配位数は、注目している原子に結合している原子の数である。 物理学の分野においては明確に結合を定義することが出来ないので、単純化されたモデルが用いられる。結晶中の原子を剛体球と考え、注目している原子に接する原子の数が配位数となる。 例えば体心立方格子構造・面心立方格子構造・六方最密充填構造の単結晶の配位数はそれぞれ8、12、12となる。 単結晶以外の準結晶や液体、アモルファスについては配位数を明確に数えることはできない。このときの(第一)配位数は、原子を剛体球と見なしたうえで、注目する原子の表面から動径方向へ原子1個分の距離の範囲内に、正味いくつ分の原子があるかを数えることで定義される。 配位数の数で次のように分けられる。.

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電子光子相互作用

電子光子相互作用(でんしこうしそうごさよう)とは、電子と光(電磁場、光子)との間に働く相互作用である。.

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電気双極子遷移

電気双極子遷移(でんきそうきょくしせんい)は、電子と電磁場との相互作用による遷移において,電子の電気双極子が支配的であるときの遷移のことである。実際には磁気双極子や電気四極子による寄与もあるのだが、一般的には電気双極子による寄与が最も大きいことが多い。.

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FEFF8

FEFF8は、非経験的で自己無撞着な実空間多重散乱近似を用いて、X線吸収スペクトルと電子構造の計算を行うコードである。 FEFF8で取り扱える代表的なものを以下に挙げる。.

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K空間

核磁気共鳴画像法 (MRI) において、k空間(kくうかん、k-space)は実空間の画像データのフーリエ変換である空間をさす。すなわちk空間と実空間は互いにフーリエ変換の関係にある。実空間の座標軸は位置座標 (x, y) であり、k空間 (kx, ky) での軸は空間周波数である。 MRIでは、信号読みとりの間に傾斜磁場を印加し位置のエンコードを行い、時間軸をk軸に対応させており、ローデータ(raw data, 画像生データ)の集合がk空間を構成する。 k空間の低周波部分(中央部)は信号強度あるいは画像コントラストを決定し、外側の高周波成分は画像の分解能を決めている。.

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X線吸収分光法

X線吸収分光法 (X-ray absorption spectroscopy: XAS) は物質の電子状態や局所構造を求めるために使われている手法である。測定対象となる物質は、気体、固体、液体、溶液などと幅広い。この実験は、通常、エネルギー可変で強度の強いX線が得られるシンクロトロン放射光施設を光源として行われる。 X線吸収の測定は、結晶分光器や回折格子分光器を用いて、入射光を内殻電子を励起することができるエネルギー(おおよそ0.1-100 keVの範囲である)にあわせることで行われる。 X線吸収分光法は吸収分光の一種であり、その挙動は量子力学的な選択則に従う。もっとも強度の強い成分は、内殻電子の非占有軌道への双極子遷移(Δ l.

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散乱

散乱(さんらん、)とは、光などの波や粒子がターゲットと衝突あるいは相互作用して方向を変えられること。.

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散乱理論

散乱理論(Theory of Scattering):粒子などの散乱を扱う理論のこと。 物質の微視的な構造を調べるときに最も一般的な方法は、その物体に粒子(または波動)を衝突させて、散乱された粒子の分布の様子を調べることである。現代物理学の実験的研究の結果の多くは量子力学における散乱理論に基づく計算の結果と比較されることになる。 実験では電子、光子(電磁波)、中性子、陽子、イオンなどが、原子、分子、原子核、素粒子などによって散乱される。 通常、量子力学を用いてこれらの散乱を記述する理論のことを散乱理論と言う場合が多いが、古典力学によって扱われる散乱もある。以下は、量子力学の立場による記述である。.

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