回折の動力学理論

回折の動的理論は、波と規則的な格子との相互作用を記述する。従来、記述される波動場はX線、中性子、または電子であり、規則的な格子は原子結晶構造、ナノメートルスケールの多層構造、または自己組織化システムである。より広い意味では、同様の扱いは、光と光学的バンドギャップ材料との相互作用、または音響学における関連する波動問題にも関係する。以下のセクションでは、X線の動的回折について述べる。

回折の動的理論は、結晶の周期ポテンシャルにおける波動場を考慮し、すべての多重散乱効果を考慮に入れます。逆格子空間におけるブラッグ回折ピークまたはラウエ回折ピークのおおよその位置を記述する運動学的回折理論とは異なり、動的理論は屈折、ピークの形状と幅、消衰、および干渉効果を補正します。図式表現は、結晶界面における境界条件を満たす逆格子点周辺の分散面で記述されます。

• 結晶ポテンシャルは、結晶との界面における波の屈折と鏡面反射を引き起こし、ブラッグ反射による屈折率をもたらします。また、ブラッグ条件における屈折、および斜入射ジオメトリにおけるブラッグ反射と鏡面反射の複合的な影響を補正します。
• ブラッグ反射とは、逆格子空間におけるブリルアンゾーンの境界で分散面が分裂する現象です。分散面の間には、進行波が通過できないギャップが存在します。非吸収性結晶の場合、反射曲線には全反射の範囲、いわゆるダーウィンプラトーが見られます。系の量子力学的エネルギーに関して言えば、これは電子についてよく知られているバンドギャップ構造につながります。
• ラウエ回折では、前方回折光からブラッグ回折光へと強度がシャッフルされ、最終的に消滅します。回折光自体はブラッグ条件を満たし、強度を元の方向へとシャッフルします。この往復周期をペンデルズング周期と呼びます。
• 消衰長はペンデルルズング周期と関連している。結晶が無限に厚い場合でも、ブラッグ幾何学における回折に大きく寄与するのは消衰長内の結晶体積のみである。
• ラウエ幾何学では、光路はボルマン三角形内に収まります。加藤干渉縞は、結晶の出射面におけるペンデルルズング効果によって生じる強度パターンです。
• 異常吸収効果は、2つの波動場の定常波パターンによって生じる。定常波の腹が格子面（すなわち吸収原子が存在する場所）にある場合、吸収は強くなり、腹が格子面間でずれている場合は弱くなる。定常波はダーウィン高原の両側で一方の状態から他方の状態へと変化するため、ダーウィン高原は非対称な形状となる。

• X線回折
• 中性子回折
• 電子回折および透過型電子顕微鏡
• 結晶学における構造決定
• 斜入射回折
• X線定在波
• 中性子およびX線干渉法。
• シンクロトロン結晶光学
• 中性子回折およびX線回折トポグラフィー
• X線画像
• 結晶モノクロメーター
• 電子バンド構造

• ボリュームホログラム

• J. Als-Nielsen、D. McMorrow: 現代X線物理学の基礎。Wiley、2001年（第5章：完全結晶による回折）。
• アンドレ・オーティエ：X線回折の動力学的理論。IUCr結晶学モノグラフ、第11巻。オックスフォード大学出版局（初版2001年／第2版2003年）。ISBN 0-19-852892-2。
• R.W.ジェームズ：X線回折の光学原理。ベル社、1948年。
• M. フォン ラウエ: レントゲンシュトラールインターフェレンツェン。 Akademische Verlagsanstalt、1960 (ドイツ語)。
• ZG Pinsker: 結晶におけるX線の動的散乱。Springer、1978年。
• B.E.ウォーレン著：X線回折。アディソン・ウェスリー社、1969年（第14章：完全結晶理論）。
• W.H. ザカリアセン著：結晶におけるX線回折の理論。ワイリー、1945年。
• ボリス・W・バッターマン、ヘンダーソン・コール：「完全結晶によるX線の動的回折」。Reviews of Modern Physics、第36巻、第3号、681-717ページ、1964年7月。
• H. Rauch、D. Petrascheck、「Grundlagen für ein Laue-Neutroneninterferometer Teil 1: Dynamische Beugung」、AIAU 74405b、Atominstitut der Österreichischen Universitäten、(1976)
• H. Rauch、D. Petrascheck、「動的中性子回折とその応用」、『中性子回折』、H. Dachs 編 (1978)、Springer-Verlag: ベルリン、ハイデルベルク、ニューヨーク、p.  303。
• K.-D. Liss: 「Si(1-x)Ge(x) Gradientenkristallen, die aus der Gasphase gezogen wurden」、学位論文、Rheinisch Westfälische Technische Hochschule Aachen、(1994 年 10 月 27 日)、urn:nbn:de:hbz:82-opus-2227