図4-12　 X線により励起され物質中を伝播する光電子 入射X線により原子の内殻から光電子が励起されます。周囲の原子によって散乱される光電子との干渉でEXAFSが生じます。干渉が起きるためには光電子が行き来する間、吸収原子の内殻ホールが励起され続けていなければなりません。重元素は多くの電子を有しているため内殻ホールを埋める確率が高くなり、光電子の干渉が起こりにくくなります（ボケ効果）。

図4-13　 白金箔のPt K吸収端のX線吸収スペクトル 78.4 keVで白金のK殻電子を励起するために吸収係数が大きくなっています。破線枠内の振動部分を抽出したものがEXAFS関数です。

図4-14　 EXAFS関数のフーリエ変換によって求められた白金原子の周りの局所構造 図中のピークは r = 2.77 Å距離に一番近い、白金原子が存在することを示しています。

大型放射光施設SPring-8の偏向電磁石からの光は100 keVもの高いエネルギーでも強度が大きいため、ほとんど全ての重元素のK吸収端近傍のX線吸収スペクトルを測定することが可能となりました。吸収端エネルギー直上でのX線吸収スペクトルの微細構造はEXAFS（Extended X-ray Absorption Fine Structure）と呼ばれ、これを解析することによりX線吸収原子の周りの局所構造（X線吸収原子の周りの近接原子の個数と距離など）を求めることができます。 　今までは、ランタノイドなどの重元素の場合、より低いエネルギーであるL吸収端でのEXAFS測定をしなければなりませんでしたが、K吸収端ではさまざまな利点が多く、これまで以上に局所構造決定の精密化が可能です。 　従来より高いエネルギー領域ではX線吸収原子の内殻ホールの励起寿命が短くなるために、EXAFS信号が観測されにくくなると予想されていました（図4-12）。本研究では、他に先駆けて高エネルギー領域でのEXAFS測定に成功しました。図4-13はランタノイドよりさらに高エネルギーである、白金箔（0.1 mm厚）のPt K吸収端（78.4 keV）近傍のスペクトルで、今のところ世界最高エネルギーでのEXAFSスペクトルです。また図4-14にはフーリエ変換で得られた白金原子の周りの局所構造を示しています。今後は多様な物性を示す各種ランタノイド化合物などの、より精密な局所構造解析がなされることが期待されます。

参考文献 Y. Nishihata et al., EXAFS in the High-Energy Region, J. Synchrotron Rad., 5, 1007 (1998).

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