広角X線散乱

X線結晶構造解析において、広角X線散乱（WAXS）または広角X線回折（WAXD ）は、（ブラッグの法則により）サブナノメートルサイズの構造によって引き起こされる、広角に散乱したブラッグピークの分析です。 ^[1]これはX線回折^{[2]法であり、結晶性材料に関するさまざまな情報を決定するために一般的に使用されます。 WAXSという用語は、}ポリマー科学でSAXSと区別するために一般的に使用されていますが、「WAXS」を行う多くの科学者は、測定をブラッグ/X線/粉末回折または結晶構造解析と表現します。

広角 X 線散乱は小角 X 線散乱(SAXS) に似ていますが、サンプルと検出器の間の角度が大きくなるにつれて、より小さな長さのスケールが検査されます。このため、情報を抽出するには、サンプルをより整然とした結晶にする必要があります。専用の SAXS 機器では、角度分解能を高めるために、サンプルから検出器までの距離が長くなります。ほとんどの回折計は、ビームストップ/ナイフエッジを追加することで、1 回の実行で WAXS と限定 SAXS の両方を実行できます (小角および広角散乱、SWAXS)。

WAXS技術は、ポリマーサンプルの結晶化度を決定するために使用されます。^[3]また、フィルムの化学組成または相組成、フィルムのテクスチャ（結晶の優先配列）、結晶サイズ、およびフィルム応力の存在を決定するためにも使用できます。他の回折法と同様に、サンプルは広角X線ゴニオメータでスキャンされ、散乱強度は2θ角度の関数としてプロットされます。

X 線回折は、固体材料の特性を非破壊的に調べる方法です。X 線を固体に照射すると、固体の内部構造に基づいて予測可能なパターンで散乱します。結晶固体は、仮想平面で表すことができる規則的に間隔を置いた原子 (電子) で構成されています。これらの平面間の距離は d 間隔と呼ばれます。

d 空間パターンの強度は、仮想平面内の電子 (原子) の数に正比例します。すべての結晶固体には、その固体の指紋となる固有の d 間隔パターン (粉末パターンとして知られています) があります。化学組成は同じでも相が異なる固体は、d 間隔パターンによって識別できます。