利用者:Drtomotomo/sandbox

光電子ホログラフィーは物質の原子配列の三次元構造解析に使える測定法である。結晶構造だけでなく、結晶中の不純物、結晶表面の構造、界面状態などの構造解析が可能な点を特徴とする。光電子回折と全く同じ現象を利用するが、観測データをホログラフィー的に解析して3次元原子像像を得る場合にこの名前で呼ばれる。

原理

測定原理はX線光電子分光を基礎とする。物質にX線を照射して、物質内の原子に束縛されている内殻電子をX線で励起して光電子を放出させる。光電子を放出した原子をエミッタと呼びます。内殻電子の束縛準位は元素や化学状態によって異なります。したがって、放出された光電子のエネルギーを測定することで、エミッタを特定できる。測定したいエミッタを決めて、観測する光電子のエネルギー(Ek)を決定した後、光電子が飛び出してくる方位(極角θ、方位角Φ)とその強度分布(I(Ek,θ,Φ))を測定すると、この強度分布が光電子ホログラムになる。狙った原子の周囲、半径1nm前後の原子の立体構造がホログラムに反映される。ここから、狙った原子の周囲構造を決定できる。

特徴

測定試料に必要な観測条件は、狙った原子サイトの配向性である。X線回折や電子線回折では完全結晶(周期構造)を必要とする点をと比べると、観測に必要な条件は緩い。そのため、結晶中の不純物、結晶表面の構造、界面の構造の解析が可能になる。

解析法

強度分布I(Ek,θ,Φ)は、球面上で定義される関数になる。この強度分布から立体原子像に計算で変換する。ただし、フーリエ変換ではうまく原子構造に戻せにないため、特殊な計算法が用いられる。