制限視野電子回折
制限視野電子回折(Selected area (electron) diffraction、SAD、SAED)とは、結晶構造を調べる手法で、透過型電子顕微鏡(TEM)で用いられる。
TEMでは薄い結晶サンプルに高エネルギー電子の平行ビームを照射する。一般的にTEMサンプルの厚みは~100 nm、電子のエネルギーは100-400keVで、電子は容易にサンプルを透過する。このとき電子は粒子ではなく波動として扱われる(粒子と波動の二重性を参照)。高エネルギー電子の波長は数千ナノメートルであり、固体中の原子間距離よりも100倍程度大きいため、原子は電子に対して回折格子として働く。つまり一部はサンプルの結晶構造によって決まるある一定の角度に散乱され、その他の部分は偏向せずにサンプルを透過する。
その結果TEMのスクリーン上の像は制限視野回折パターン(selected area diffraction pattern, SADP)と呼ばれる一連のスポットとなり、サンプルの結晶構造の満たすべき回折条件を満たすように各スポットは現れる。サンプルを傾けると別の回折条件が有効になり、異なる回折スポットが生じたり回折スポットが消えたりする。
ユーザーはサンプルの一部分のみの回折パターンを選択的に得ることができる。制限視野絞りはTEMカラムのサンプルホルダーの下に位置し、ビーム経路に挿入することでビームを遮断する。