X線分光分析（XRD)の原理

X線分光分析の原理について教えてください。
ブラッグの式の原理を使用していると思うのですが、そのあたりから詳しく教えてください。
XRDではX線の入射角度を変化させて横軸が２θで縦軸に強度をとったグラフが得られると思いますがこの強度が強い程どうなるのですか？
また、角度を変化させる意味についても教えてくれるとありがたいです。
お願いします。

No.2 ベストアンサー 回答者： indi 回答日時： 2005/10/26 01:09

波の干渉の話はご存知でしょうか？

ご存知な物としてお話しますと、
入射角と測定角を変えると（2θを変えると）、
異なる原子面間での回折行路に差が生まれます。
（これはおそらくどこにでもあるBlaggの式の説明の図を見てみてくださいね）
このようにして生まれた差が波の強め合う条件を満たす（行路差が波長の整数倍になる）とピークが現れます。
ピークのでた位置からBlaggの式を利用するとλ,2θは分かっているのでd（面間距離）が分かるわけです。
（ちなみにBlaggの式は光路差＝nλとなっていて、波の干渉をご存知な人にとっては当たり前の式なわけです）
つまり横軸(2θ)が距離の情報になるわけです。
よって簡単に言うと、
横軸すなわち長さ（面間距離）を変えてそのピークが出ればその面間距離を持った面が存在するという事になります。

ちなみに少し難しい話をすると、
消滅則というものがあり、存在するはずの面が見られないという話もよくあります。
それから強度に関してですが、
これらの強度の関係を調べていくと、結晶の構造が何型なのかが分かるようになります。NaCl型なのかCsCl型なのかみたいな感じで。これも実は消滅則と大きく関係しています。
ちなみに原子番号の大きい原子ほどX線を強く回折するとういことがあるのでそういう見方をする事もあります。
またピークの半値幅というもの(幅ですねイメージは)から結晶の大きさ（厳密には結晶子サイズ）を調べる事もできます。

まあ、なんか疑問に思った事があればまた是非質問してみてください。

No.1 回答者： kenojisan 回答日時： 2005/10/17 17:47

ブラッグの式やXRDということなので、「Ｘ線分光分析」ではなくて「Ｘ線回折」の質問ですね。

「Ｘ線分光」だと、蛍光Ｘ線分析のようなエネルギー分析を意味します。
ブラッグの式の説明は、大学生向けの固体物理や回折の本に必ず図解で出ていますから、自分で勉強されることをお勧めします。あるいは、ネットで「ブラッグの式」や「Ｘ線回折」で検索をかけてもたくさんのサイトが見つかると思いますよ。１例を参考urlに挙げておきました。
もし、それでも分からない部分が有ったら、もう少し分からない点を絞り込んで質問してみてください。
θは入射角ですが、2θは散乱角（入射線と反射線がなす角）になります。これを変化させるということは、ブラッグ条件を満足させる格子面の並びを探すことになります。（正確に言えば、逆格子点を探すために散乱ベクトルを変化させること）
この強度が強いということは、ブラッグ条件を満足させる格子面が規則正しく並んでいること（試料の結晶の出来具合が良い）を意味します。

参考URL：http://www.crl.nitech.ac.jp/~ida/education/struc …