環状暗視野STEMによる温度因子異常サイトの直接観察

摘要

ある温度における固体中の原子は静止しているわけではなく，安定点を中心として高い振動数ト1012－13ノ秒）で振動している．これら個々の原子の振動はフォノン（格子振動）の複数のモードで規定されており，図1に示すようにある瞬間での各原子位置はさまざまな方向へわずかに変位している状態にある．このような結晶ポテンシャルの摂動で記述される非周期構造は，平衡位置（周期構造）がつくるブラッグ反射のあいだに散漫な散乱強度を生み出す源となる?いわゆる熱散漫散乱（Tllen－1alDi軌seScam血Ig：TDS）である．TDS強度分布の正確な見積もりには，対象とする物質ごとにそのフォノン分散などを知ってから計算を行う必要があるが，実際の構造解析においてこれは現実的な取り扱いではない．格子振動におけるそれぞれの原子変位間の相関を無視して，個々の原子が独立に振動しているとするアインシュタインモデルを用いると，TDSは現象論的に温度因子によるブラツグ強度の減衰分としてシンプルに扱うことができる（後述の（3）式）．＝2）ここで湿度園子（またはデバイ·ワーラー因子）とは，原子熱振動板順の（時間）平均自乗変位量により定義されるパラメータである．構造が複雑になれば，各々の原子が置かれている周辺環境u局所対称性?局所結合状態など－が必然的に多様化するため，構造中の独立した原了サイトの温度因子は異なる値をとる．通常のⅩ線結晶構造解析においては，各原子サイトの温度因子はフィッティングパラメータの1つとして，トライ＆エラー方式に沿ってその偶の敢適化がなされている．よって.ルー般的な回折強度実験では，構造中のある特定サイトの温度因子をモデルフ·リーで直接的に決定することはできない．