Letter ナノ結晶内の変形場の3次元マッピング 2006年7月6日 Nature 442, 7098 doi: 10.1038/nature04867 コヒーレントX線回折画像化技術は急速に進歩している顕微鏡法であり、最新の第3世代シンクロトロン放射線源を使用して測定した回折パターンを逆変換してナノ結晶の内部密度の詳細な3次元画像を得ることができる。理想的な結晶格子からの回折は、すべてのブラッグピークにおいてこの連続回折パターンの同一コピーとなる。しかし、歪み場が存在するとこの対称性は破れるが、歪み場はナノ結晶が基板上に作製されるかぎり避けられないエピタキシャル接触力に起因する。歪みが存在すると、異なるブラッグピークにおける回折コピーはもはや同一ではなくなり、各ブラッグ点の周りに局所的反転対称性の破れとして現れる追加的情報を含むようになる。本論文では、こうしたパターンの1つはそれにもかかわらず逆変換可能で「複雑な」結晶密度を得ることができ、その位相は格子変形の投影をエンコードしていることを示す。鉛ナノ結晶を超高真空中でシリカ基板上の液滴から結晶化し、その融点近傍で平衡させた。コヒーレントX線回折の逆変換によって得た密度の3次元画像には、予想されるファセットをもつ形態が示されているが、それに加えて界面接触力に起因する変形場の3次元的な変化に一致する実空間の位相も明らかにされている。ナノメートルスケールでの格子歪みの定量的な3次元画像化は、結晶質材料中のグレイン間の相互作用および欠陥について根本的な解明を行ううえで大きな影響を及ぼすだろう。ナノ結晶からの回折パターンを測定・逆変換する今回の方法は、X線自由電子レーザー開発の大きな理由である原子分解能での単分子画像化という究極の目標に向けての重要な一歩となる。 Full Text PDF 目次へ戻る
