X線異常分散を利用した元素価数選択性X線ホログラフィー法の研究

利用X射线反常色散的价选择性X射线全息方法研究

基本信息

批准号：
15686025
负责人：
林好一
金额：
$ 19.3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

蛍光X線ホログラフィーは、測定されたホログラムをフーリエ変換的な手法により一義的に原子配列を求める構造解析法であるが、従来のアルゴリズムでは多くの虚像が出現することが問題点であった。従って、本年度は新しい原子像再生アルゴリズムの開発を重点的に行った。一つは、昨年度提案した逆フーリエ変換解析法を応用し、抽出したホログラムの振動パターンを基に、ホログラムデータをフィッティングし最終的には原子像を求める方法である。まずは、12.0、12.5、13.0keVのX線による金単結晶の蛍光X線ホログラムを計算し、本手法の実行可能性を評価した。フーリエ変換法では、エネルギーが低いことやホログラムの数が少ないことから、殆ど原子像は再生されなかったが、本手法を適用することにより、ほぼ完全に本来の原子配置を再現した。また、同じエネルギーのX線によって測定した金単結晶の実験ホログラムに適用し同様の結果を得た。このため、実験データに対しても十分適用可能であることが分かった。他にも、GeやZnTe単結晶の蛍光X線ホログラムに対して本手法を用い解析してみたところ、ホログラム振動の減衰率は試料や元素によって大きく変わり、温度因子が大きく関っていることが判明した。次は、従来、光電子ホログラフィーで成果を挙げてきた最大エントロピー法を用いたフィッティングアルゴリズムを蛍光X線ホログラフィーに適用した。従来のアルゴリズムは単一エネルギーホログラムにしか適用できなかったため、それを多重エネルギー用に改良した。ここでも、12:0、12.5、13.0keVの金単結晶ホログラムのデータを用いて、アルゴリズムの評価を行い、良好な原子像を得ることに成功した。処理に莫大な時間を要するため、東北大学の大型計算機センターで動作できるようプログラムを作成している。

X射线荧光全息图是一种结构分析方法，它使用傅立叶变换方法独特地确定了测得的全息图的原子布置，但是传统的算法已经出现了许多虚拟图像的问题。因此，今年我们专注于开发一种新的原子图像再生算法。一种方法是应用去年提出的反傅立叶变换分析方法，基于提取的全息图的振动模式拟合全息图数据，以最终获得原子图像。首先，使用12.0、12.5和13.0 KEV的X射线对金单晶的X射线荧光全息图进行了计算，以评估该方法的可行性。在傅立叶变换方法中，由于能量低和全息图少数，原子图像几乎不会再现，但是通过应用此方法，几乎可以完全重现原始原子布置。此外，通过将相同的能量应用于通过X射线测量的金单晶的实验全息图获得相似的结果。因此，已经发现它足以适用于实验数据。此外，当使用该技术分析GE和Znte单晶的X射线荧光全息图时，发现全息图振动的阻尼速率取决于样品和元素，并且温度因子很大程度上涉及。接下来，将使用最大熵方法的拟合算法应用于光电全息图，已应用于X射线荧光全息图。由于传统算法只能应用于单一策略全息图，因此它们用于多种能源目的。同样，使用来自12：0、12.5和13.0 KeV的金单晶全息图的数据评估算法，并获得了良好的原子图像。由于处理需要大量时间，因此我们创建了一个程序来在Tohoku大学的大型计算机中心运行。