放射光構造物性論

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選択科目

理学研究科

1年

HSSMM5MCA1

2.00単位

講義 (Lecture)

2026年度後期

(Fall semester)

大和田　謙二

日本語

目標7／目標9／目標12

ohwada.kenji@qst.go.jp

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1◎／4〇

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講義目標：
本講義では、物質の特性が「構造」や「ゆらぎ」と深く関係するという構造物性の考え方を基盤に、放射光を用いた構造科学の基本的視点を学ぶ。さらに、学生の理解や関心に応じて関連する話題にも触れながら、材料の構造を調べる多様なアプローチを紹介し、放射光構造科学の基礎を学ぶ。

到達目標：
・構造物性の考え方を用い、物性と構造・ゆらぎの関係を説明する。
・放射光を用いた構造研究の特徴を挙げ、その意義を述べる。
・講義で扱った例（材料、計測手法、解析手法など）を整理し、構造科学の視点から説明する。
・放射光と他のプローブ（例：中性子線）を比較し、使い分けの理由を述べる。
・扱った内容を基に、新しい観点や研究上の疑問を提案する。

講義内容：
物性が構造やゆらぎと関係するという構造物性の考え方を基盤に、放射光を用いた構造科学の基礎と応用を概説する。X線と物質との相互作用、回折・散乱の基礎、他プローブとの比較、均質・不均質材料の構造とダイナミクスなどを扱い、回折・散乱の発展的手法としてコヒーレントX線の利用にも触れる。学生の理解や関心に応じて関連する話題にも適宜触れ、材料の構造を探る多様な視点を学ぶ。
授業計画：
以下の内容を中心に、全15回で構造物性と放射光構造科学に関する基礎から応用までを扱う。進行は学生の理解や関心に応じて調整する。
１回−４回　放射光X線回折・散乱の基礎１（放射光X線の基本的性質、結晶の幾何学、原子および結晶による回折）
５回−６回　他のプローブ（中性子等）との比較、相補利用について
７回−８回　研究事例１：均質材料の構造とダイナミクス
９回−１０回　不均質材料：リラクサー強誘電体等について
１１回−１２回　放射光X線回折・散乱の基礎２：コヒーレンス利用等について
１３回−１４回　研究事例２：不均質材料の構造とダイナミクス
１５回　　　　　まとめ・今後の展望を議論
※パソコンの利用：授業の進捗に応じてノートPCを用いたシミュレーション実習を行う予定。ノートPCが必要な時は教員が別途指示する。

対面

・対面授業のみ
・遠隔授業単位上限の適用を受けない

全面的に許可

生成ＡＩの利用にあたっては『本学の教育における生成ＡＩの取扱いについて（学生向け）』の記載内容について留意すること。
この授業においては、授業内、予習復習、レポート等を含む成果物作成等において生成ＡＩの利用を全面的に許可しており、生成ＡＩの利用について制限を設けないが、生成ＡＩによる出力結果をそのまま課題・レポートとして提出してはならない。生成ＡＩの出力した内容について、事実関係の確認や出典・参考文献を確認・追記することが重要である。使用した場合にその旨をレポート等に記載するかどうか等については、担当教員の指示に従うこと。

・「X線結晶学　上」　仁田勇　丸善
・ “Elements of Modern X-ray Physics”, Jean Als-Nielsen & Des McMorrow, Wiley
　「X線物理学の基礎」（翻訳版） 講談社
・「放射光ビームライン光学技術入門」　日本放射光学会
・「物質の構造とゆらぎ」　寺内暉　丸善
・物理学最前線６「固体の構造相転移と中性子散乱」山田安定　共立出版株式会社　
・「強誘電体と構造相転移」　中村輝太郎　裳華房