九州シンクロトロン光研究センター課 題 番 号 ： 071280C（別紙様式２）

実施課題名
EnglishTe 0.4 Se 0. 6 単 結 晶 を 用 い た X 線 異 常 分 散 効 果 測 定

X‑ray anomalous dispersion on diffraction of Te 0. 4 Se 0.6 single
crystal
著者氏名

English副島 雄児
Yuji Soejima

九州大学
Kyushu University

著者所属

English

１．概要
Te 0 . 4 Se 0 .6 の a× 2、 b×9、 c× 2 長 周 期 構 造 に お け る 構 造 解 析 か ら 得 ら れ て い る Te と Seの占 有率分布に関して 、 X 線異 常分散効果、X 線共鳴散 乱法によって局所構造に関する情 報を 検 出 す る 。こ れ か ら 、 Te と Se の 占 有 率 分 布 の 起 源 と な る 物 理 的 原 因 を 探 り 、ま た 、こ の長 周 期 構 造 が 空 間 的・時 間 的 な 平 均 構 造 で は な く 、局 所 的 に 存 在 す る 構 造 で あ る こ と を 突 き止め る。
（ English ）According to structure determination of long periodic structure consists of a× 2、 b×9、 c× 2 in Te 0 .4 Se 0. 6 , local structure determination has been done using X‑ray
anomalous dispersion effect and resonant scattering. The present aims are to finephysical property of the longer structure and to confirm the statistic existence ofthe structure in local crystal field.

２．背景と研究目的：
Te0.4 Se0.6 は常温・常圧で単結晶として準安定的に存在し、これまでに平均構造の構造解析がなされている。申請者らはこれまでの短波長回折実験における測定で、a×2、b×9、c×2 の超格子について Te と Se のサイト占有率を変数とした構造解析で R 因子 8％の構造を得ている。この結果から Te占有率の b 軸へ変調が 9 倍の超格子形成の原因になっていることを明らかにし、超格子回折に現われる X 線異常分散効果が占有率の変調構造に矛盾しないことを突き止めている。

３．実験内容：通常の回折実験の手法を用いるが、ソフトウェアーQ による回折強度測定について波長走査測定を中心として I(E)測定を実施した。具体的な測定内容は次のとおりである。
(1)光学系調整(ビーム位置確認・ゴニオメータ位置調整) 単結晶装着

回折強度予備測定(ソフトウェアーテスト)(2)Se K 吸収端(0.97974Å; 12.6540 keV)における基本格子回折強度測定（K 吸収端±100eV） 回

当研究では SAGA‑LS BL15 の高質ビームを利用し転ポラロイド写真等光学系の基本動作チェックて、(1)Te0.4Se0.6 の超格子回折に見られる Se の X(3)Se K 吸収端(0.97974Å; 12.6540 keV)におけ線異常分散効果の定量的検出、(2)基本格子回折にる基本格子回折強度測定（K 吸収端±100eV）見られる Se の X 線異常分散効果の定量的検出と吸収 端における DAFS(回折異常微 細構造)測定、(3)Se の K 吸収端 50eV 以内における共鳴散乱の出現の有無の確認、を目的とする。

(4)共鳴散乱調査（ K 吸収端±50eV ）(3)については次のエネルギー(eV)について回折強度測定を実施した。
12450 12550 12640 12650 12660 12670 Se K 吸収

端 12673 12675 12680 12700 12750 12800

４．結果、および、考察：

12450
12550
12640
12650
12660
12670
12673
12675
12680
12700
12750
12800

normalized intensity(I/Imax)

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0
15161718192021

2θ/deg.

Fig.1 Energy dependence of peak profiles
around Se K absorption edge.

12450
12550
12640
12650
12660
12670
12673
12675
12680
12700
12750
12800

6

normalized intensity (I/I0)

5432

1015161718192021

基本格子回折強度を入射 X 線のエネルギーの関数として測定した。Fig.1 に回折プロファイルを規格化して示した。Fig.2 には回折強度の相対強度変化を比較できる形で示した。Fig.1 から回折プロファイルが波長依存をほとんど示さないこと、Se K 吸収端の前後で相対的に異常分散効果によるバックグラウンドが変化していることがわかる。
Fig.2 から回折強度に見られる吸収係数の変化が明確に見られる。
回折積分強度のエネルギー依存性をFig.3に示した。Se K吸収端での吸収効果が顕著に見られることがわかるが、高エネルギー側での測定点が不足しているためDAFSは検出されていない。これらの測定データについては吸収補正を行い、二乗構造因子｜F￨2 を求めることによってTe0.4Se0.6 の長周期構造に関する知見を得ることができる。

５．今後の課題：
Se K 吸収端の高エネルギー側の詳細な測定を行うことによって DAFS の検出を行う必要がある。また、今回は時間の制約によって共鳴散乱の有無について測定を行うことができなかった。これら 2点について、追実験を行うことによって、これまでに構造解析によって得ている Te0.4 Se0.6 の長周期構造について、長周期構造出現の物理的原因について言及できることが期待される。
６．論文発表状況・特許状況
これまでの研究成果に加え、当研究課題によって得られた知見、および追加実験によって Te0.4Se0.6の長周期構造に関する起源を解明した後論文を投稿する予定である。

2θ/deg.

７．参考文献Fig.2 Energy dependence of peak intensity･

around Se K absorption edge.

Z.Krystallogr. 184. 71‑85.

SoejimaY.

&FischerK.F.,(1988)

・Soejima Y.,(1988) Z.Krystallogr. 184. 87‑101.
Soejima Y., Yamasaki K. & Fischer K.F.,(1997)

160

Acta Cryst. B53, 415‑419.
integrated intensity

120

・Yamasaki K., Soejima Y. & Fischer K.F.,(1998)

Acta Cryst. B54, 524‑530.

80・Toda T., Nogami T., Yamasaki K. & Soejima
4012400

Y.,(1998) J. Appl. Cryst. 31, 423‑429.
12500

12600

12700

12800

incident energy/eV・Soejima Y. & Kuwajima S.,(1999) Proceedingsof Jpn. MRS Symposium, 24, 687‑690.
integrated

・Sugiyama M., Kuwajima S., Soejima Y., Nakamura

intensity as a function of incident energy

A., Hiramatsu N., Kikukawa T., Suzuki A. & Haraaround Se K absorption edge.

K.,(1999) Jpn. J. Appl. Phys. 38. L1360‑1362.

Fig.3 Energy

dependence of・Kuwajima S., Soejima Y., Sugiyama M., Hara K.,

Nakamura A., Hiromatsu N., Annaka M., Kikukawa
T. & Suzuki A.,(2000) Proceedings of Jpn. MRSSymposium, 25, 747‑750.
・Soejima Y., Kuwajima S., Sugiyama M., Annaka
M., Nakamura A., Hiramatsu N. & Hara K., (2003)

J. Phys. Soc. Jpn. 72, 2110‑2113.
・Sugiyama M., Soejima Y., Hara K., Takei F.,
Itoh K., Mori K. and Fukunaga T., (2005) Trans.
Mat. Res. Soc. Jpn. 30, 855‑858.
・副島雄児, Ｘ線異常分散効果を用いた超格子・不整合構造解析 (1999) 固体物理（アグネ技術センタ−）Vol.34, 540‑548.
・副島雄児、X 線異常分散法を用いた超格子構造・長周期構造解析（2006）日本結晶学会誌 48 48−53.

８．キーワード・X 線異常分散効果
物質をＸ線で照射したときに、物質を構成する特定の原子の内殻軌道の電子の強制振動および励起放出によって、誘導放出による X 線の分散(等方的なバックグランドの上昇)と X 線吸収の増加がみられる現象のこと。
・DAFS
物質をＸ線で照射したときに、物質を構成する特定の原子の内殻軌道の励起放出電子が隣接する原子によって散乱を受け、放出電子と散乱電子によって生じる吸収係数が照射 X 線のエネルギー依存を持つ振動を示す現象。EXAFS と同等の現象であるが、回折強度に現われるこの現象は特定の結晶軸 方 位 へ の 特 性 を 示 す た め 、 Diffraction
Anomalous Fine Structure と呼ばれている。
・X 線共鳴散乱
物質をＸ線で照射したときに、物質を構成する特定の原子の内殻軌道の電子の強制振動および励起放出によって、結晶構造因子テンソルの非対角成分が有限の値をもち、本来消滅している回折点に回折強度が出現する現象。共鳴散乱強度によって注目する元素の結晶場ポテンシャルの異法方性を検討することが可能となる。