後期 木曜日 ３講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 虻川 匡司, 寺内 正己, 那波 和宏. 学期/Semester: 後期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SPH-CMP535J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.
理学研究科 物理学専攻 分光物理学講座
回折・分光物理学特論
Introduction to Diffractometry and Spectroscopy on Physics
結晶およびその表面の持つ対称性と構造と物性の関係を理解し，回折・分光実験からどのようにこれらの情報が得られるかを学んでもらう.特にX 線・中性子・電子線を用いた回折・分光実験について詳細に講義し，物質の静的構造と相転移現象がどのように観測できるかを理解して もらう.この分野に関するトピックスも紹介し，広く構造・物性に関して興味を持ってもらう.
Purpose of this lecture is to learn about the relation between crystal symmetry, structure, and physical properties of materials and surfaces. To understand how to observe static as well as dynamic properties (especially phase transisions) of materials, the details about Diffractometry and Spectroscopy using x-ray, neutron, and electron will be explained in detail. Topics related to these fields will also be introduced.
(1) 物質対称性の記述方法およびその観測方法を理解する．
(2) 回折現象が実空間のフーリエ変換であることを理解する．
(3) 各種分光実験手法の特徴とその利用方法を理解する．
(1) Understand how to describe the symmetry of matter and how to observe it.
(2) Understanding the diffraction based on the Fourier transformation.
(3) Understand the characteristics and usage of various spectroscopic methods.
(1) 物質（結晶）構造の分類と基礎：点群・空間群
(2) 結晶構造・磁気構造の対称性と物性
(3) 中性子回折
(4) 結晶構造解析
(5) 磁気構造解析
(6) 表面と界面
(7) 表面の2次元格子
(8) 表面構造と界面構造
(9) 表面構造解析とフーリエ変換
(10) 光電子分光による表面電子状態解析
(11) 電子回折と結晶対称性
(12) 収束電子回折
(13) 電子回折・分光と電子顕微鏡
(14) 電子エネルギー損失分光
(15) 軟X線発光分光
(1) Basics to classify the crystal structure: point group and space group
(2) Physical properties and related symmetries of crystal and magnetic structures
(3) Neutron diffraction
(4) Crystal structure analysis
(5) Magnetic structure analysis
(6) Surface and Interface
(7) Two dimensional lattice of surfaces
(8) Structures of surfaces and interfaces
(9) Surface structual analysis and Fourier transformation
(10) Surface electronic structures by photoelectron spectroscopy
(11) Electron diffraction and crystal symmetries
(12) Convergent-beam electron diffraction
(13) Analytica electron microscopy
(14) Electron energy-loss spectroscopy
(15) Soft X-ray emission spectroscopy
出席点50点とレポート50点
Attendance and report
参考書(References)
・強誘電体と相転移 裳華房 中村輝太郎編著
・X線結晶解析の手引き 裳華房 桜井敏雄著
・群論入門 培風館 バーンズ著
・物質の構造とゆらぎ 丸善 寺内暉著
・表面科学の基礎 共立出版 板倉明子編
・Physics at Sufaces Cambridge A. Zangwill
・Introduction to the Theory of Thermal Neutron Scattering Dover G. L. Squires
・電子回折と初頭結晶学 共立 田中通義他著
・Transmission Electron Microscopy Springer L. Reimer and H. Kohl
・Optical Properties of Solids Academic Press. F. Wooten
・Soft X-rays and Extreme Ultraviolet Radiation Cambridge Univ. Press D. Attwood
予習・復習
Preperation and reviewing the lecture