X線回折（XRD）

X線回折の原理

X線回折（XRD：X-ray Diffraction）は、試料に照射したX線が原子中の電子によって散乱され、その干渉によって生じる回折X線を測定することで、物質の構造を調べる分析手法です。

XRDの基本原理を理解するうえで欠かせないのが、ブラッグの法則（nλ = 2d sinθ）です。この式では、nは整数、λはX線の波長、dは結晶面の間隔、θはX線の入射角を表します。ブラッグの条件が満たされると、結晶面で散乱されたX線が強め合い、特定の角度で回折ピークとして観測されます。

XRD測定では、回折X線の強度を角度ごとに記録し、回折パターンを取得します。得られた回折パターンは物質ごとに固有の特徴を持っており、しばしば「物質の指紋（fingerprint）」と表現されます。測定した回折パターンを既知のデータと比較することで、試料中に含まれる結晶相や物質を特定することができます。

XRDで材料を評価する

XRDは、粉末、バルク材料、液体など多様な試料を対象に、構造や結晶性を評価できる代表的な分析手法です。研究開発から製造現場まで幅広く利用されており、材料特性の評価や品質管理に欠かせない技術となっています。