回折シミュレータ (Crystal Diffraction)¶
Crystal Diffraction は、単結晶X線回折および電子線回折パターンをシミュレーションします。
メインエリア¶
画面中央に回折パターンがシミュレーションされます。
マウス操作¶
| 操作 | 動作 |
|---|---|
| 左ドラッグ | 回転 |
| 中ドラッグ | 平行移動 |
| 右ドラッグ | ズームイン |
| 右クリック | ズームアウト |
| 左ダブルクリック | 選択スポットの詳細情報表示 |
マウス位置: カーソル位置に対応する情報が表示されます。詳細 をチェックするとより詳細な情報を表示。
ファイルメニュー¶
| メニュー項目 | 説明 |
|---|---|
| Save / Save detector area | 表示画像/検出器領域画像を保存 |
| Copy / Copy detector area | 表示画像/検出器領域画像をコピー |
プリセット¶
ツールバー¶
| ボタン | 説明 |
|---|---|
| 回折斑点 | 回折スポットの表示/非表示 |
| 菊池線 | 菊池線の表示/非表示 |
| デバイリング | デバイリングの表示/非表示 |
| 目盛線 | スケール線の表示/非表示 |
| 面指数 / d値 / 距離 / 励起誤差 / 構造因子 | スポットラベルの選択 |
画面 / 検出器情報¶
画面¶
- 解像度: 1ピクセルのサイズ (mm)。表示スケールのパラメータであり、マウスズームで変化。
- Size (W×H): 描画領域のピクセル数 (幅×高さ)。
- 中心をセット / 中心を固定: パターン中心の設定・固定。
- 水平反転 / 垂直反転 / ネガティブ画像: パターンの反転・白黒反転。
- 逆空間表示: エワルド球と逆格子ベクトルを描画。
その他¶
- 回転の感度: マウスドラッグ時の回転量。
- TEM ホルダーシミュレーション: ホルダー連動シミュレーションウィンドウを開く（下記参照）。
TEM ホルダーシミュレーション¶
回折図形をダブルティルト（または回転）の TEMホルダー と連動させるウィンドウを開きます。ホルダーの傾斜角を設定するとパターンと結晶方位が更新され、到達可能な方位をステレオネット上に表示できます（ver4.914 で追加）。
検出器情報¶
- カメラ長2: 試料から検出器までの距離 (mm)。
- 詳細: 光学系設定ウィンドウを開く。
タブメニュー¶
一般 (General)¶
スポット、ラベル、菊池線等の色を設定。
菊池線 (Kikuchi lines)¶
ツールバーで菊池線が有効の場合にアクティブ。描画する菊池線の選定基準を 結晶構造因子（トップ N 本）または 1/d の閾値（< X nm⁻¹）で指定します。線の太さ・菊池線の色、運動学的な回折強度に従って描画する も設定できます。
デバイリング (Debye rings)¶
デバイリングが有効の場合にアクティブ。
目盛り線 (Scale)¶
スポット特性 (Spot property)¶
ツールバーで 回折斑点 が有効の場合にアクティブ。
波長¶
入射ビーム¶
| モード | 説明 |
|---|---|
| 平行 | 平行入射ビーム |
| 歳差 (電子) | 歳差電子回折 (PED)。自動的に動力学理論に設定 |
| 収束 (CBED, 電子線のみ) | 収束ビーム (CBED)。自動的に動力学理論に設定、CBED設定ウィンドウが開く |
強度計算¶
| 方法 | 説明 |
|---|---|
| 励起誤差のみ考慮 | エワルド球と逆格子点の幾何学的距離に基づく強度 |
| 運動学的効果 | 励起誤差に加え結晶構造因子を反映 |
| 動力学的効果 | ブロッホ波法（電子線のみ） |
外観¶
ブロッホ波パラメータ（動力学理論）¶
- 回折波の数: 動力学計算に含めるブロッホ波の数
- 試料厚み: 試料の厚さ
歳差パラメータ¶
- 半頂角: 歳差の半角
- ステップ: サンプリングするビーム方向数
検出器ジオメトリ（詳細）¶
検出器ジオメトリ設定¶
検出器領域と重畳画像¶
検出器座標系 も参照。
回折スポット情報¶
ベーテの動力学理論（ブロッホ波法）で計算された各反射の詳細を一覧表示します。スポットの詳細情報ボタン（強度計算パネル）または詳細チェックボックスで開きます。
模式図と定義¶
左上の模式図は、エワルド球上のベクトルと、表で使う量の定義を示します（n̂ は試料表面の法線方向の単位ベクトル、k は入射波数ベクトル、g は逆格子ベクトル）。
- P_g = 2 n̂·(k + g)
- Q_g = |k|² − |k + g|² = −g·(2k + g)
- 励起誤差 S_g = ( √(P_g² + 4Q_g) − P_g ) / 2
- 評価関数 R = |g|·Q_g² — 反射を励起の強さで順位付けする量（小さいほどエワルド球に近く＝強く励起される。透過波 g=0 は R=0 で先頭）。表は R の昇順に並びます。
表の各列¶
| 列 | 意味 |
|---|---|
| R | 評価関数 R = |g|·Q_g²（上記。反射の選択・並べ替えに使用） |
| h, k, (i,) l | ミラー指数（i は六方晶の冗長指数で、六方晶のときのみ） |
| d | 面間隔（nm） |
| gX, gY, gZ | 逆格子ベクトル g の成分（1/nm） |
| |g| | g の大きさ（1/nm） |
| Vg re / Vg im | 弾性散乱に対する結晶ポテンシャルのフーリエ係数 V_g（実部・虚部） |
| V'g re / V'g im | 熱散漫散乱（TDS）に対応する虚（吸収）ポテンシャル V'_g（実部・虚部） |
| Sg | 励起誤差 S_g（上記。1/nm） |
| Pg | 補助量 P_g = 2 n̂·(k+g)（上記） |
| Qg | 補助量 Q_g = −g·(2k+g)（上記） |
| Φ re / Φ im | 出射面における動力学的回折波の複素振幅 Φ（実部・虚部） |
| |Φ|^2 | その反射の回折強度 |Φ|² |
| Σ|Φ|^2 | |Φ|² の累積和（全反射の和。強度保存の確認に使える） |
ポテンシャルの単位とその他のコントロール¶
- Unit of potential — ポテンシャルの表示単位を Vg [eV]（電位、eV）と Ug [nm⁻²]（ブロッホ波方程式に入る換算量 U_g = 2m₀/h² · V_g）で切り替えます。単位に応じて表の列見出しも Vg / V'g ↔ Ug / U'g に変わります。
- 表上部に、加速電圧・波長（= 1/k_vac）・相対論的質量比 m/m₀・速度比 v/c・格子体積・試料厚さ・（CBEDモードの）電子線の最大半角が表示されます。
- Note 1: 長さの単位は Å ではなく nm。Note 2: 波数の単位は 2π/nm ではなく 1/nm。
- Effective digit — 表に表示する有効桁数。Auto resize row width — 列幅の自動調整。Copy to clipboard — 表を表計算ソフトへ貼り付け可能なテキストとして出力します（このフォームは日本語UIでも英語表示です）。