☆結晶化学特論（Crystal Chemistry for Materials Science）[2204]

＜授業のねらい及び具体的な到達目標＞

＜授業のねらい＞
Ｘ線分光学の基礎を重要視し、単結晶構造解析と、薄膜多結晶体の構造決定を中心的な題材に据え、結晶化学的な研究に活用できることをねらいとする。固体物質を合成する過程における反応と、合成された物質の構造、組成、形態を化学的側面から解説し、新素材・新材料の多種多様な物性・機能を理解するための基礎を修得する。
＜Subject＞
The general theory of X-rays spectroscopy including single crystal X-ray structure analysis and structure determination of polycrystalline thin films will be learned in this lecture. The reaction process for solid materials, and structure, composition, form of the materials in the viewpoint of chemistry will be explained. The basics required to understand properties and functions of new material will be learned.

＜達成目標＞
結晶化学の基礎を理解し、主にX線の回折現象による結晶の構造解析が、どのような原理に基づいて、実際にどのように行われ、どのような情報が得られるかを理解する。各自の研究課題について、結晶化学との関わりの視点からプレゼンテーションできること。
＜Target＞
Understanding the basics of crystal chemistry is a target for this lecture. Especially, the principle of the structure analysis, how to use, and what kind of information will be provided by the X-ray diffraction will be learned. The relation of the crystal chemistry and your research will be presented during the lecture.

＜授業計画及び準備学習＞

＜準備学習＞
各課題や論文を予習と復習に活用する。内容理解に必要なため、三角関数とベクトルについて十分に復習すること。
＜Preparation for the lecture＞
Please revise the trigonometric functions and vectors in order to understand this lecture.

＜授業計画＞
以下の項目を主題とし、関連する論文購読と装置見学を含める。
1. 天然の結晶と結晶の合成、結晶とアモルファス、単結晶と多結晶
2. 化学結合と結晶の成り立ち、典型的な結晶構造と特徴
3. X線分光学 （１）光学の基礎、物質と光の相互作用
4. 　　　　　（２）X線の発生、分光、検出、測定光学系
5.　　　　　 （３）原子の構造とX線スペクトル、周期表とモーズリーの法則
6. 分子と結晶の対称性（１）対象要素と点群、空間格子と単位格子
7. 　　　　　　　　　（２）結晶系とブラベー格子
8. 　　　　　　　　　（３）空間群と表記法、逆格子
9. 結晶と回折　　（１）結晶によるX線の回折、ブラッグの法則とミラー指数
10. 　　　　　　（２）原子散乱因子、結晶構造因子、回折強度
11.　 　　　　　（３）単結晶による回折と結晶構造
12. 　　　　　　（４）多結晶による回折と結晶の分析
13. 実験方法と解析例：CIFとICDDカード掲載の結晶情報の読み方
14. 研究プレゼンテーション・論文紹介(1)
15．研究プレゼンテーション・論文紹介(2)
＜Plan＞
The main subjects are as follows. But not only limited to these subjects but also reading the literature and familiarizing yourself with the equipment.
1. The natural and synthesis crystals, amorphous and crystal state, single and polycrystals
2. Crystal structure and the characteristics
3. X-ray spectroscopy
(1) Optics, material, and the light
4. (2) X-ray generation, spectrum, detection, and measurement
5. (3) Structure of the atoms and X-rays spectrum, periodic table and Moseley’s law
6. Molecular and crystal symmetry
(1) Point group, space lattice and unit cell
7. (2) Crystal system and Bravais lattice
8. (3) Space group and notation, reciprocal lattice
9. Crystal and Diffraction
(1) X-ray diffraction with crystal, Bragg's law and mirror index
10. (2) Atomic scattering factor, crystal structure factor, diffraction strength
11. (3) Diffraction and the crystal structure of the single crystal
12. (4) Diffraction and the analysis of the polycrystal
13. Method and analysis: How to understand CIF and the ICDD cards
14. Presentation, article introduction (1)
15. Presentation, article introduction (2)

＜成績評価方法及び水準＞

授業中提出課題（3回）とプレゼンテーションの評価を含めて100点に規格化し、60点以上を合格とする。
＜Score＞
Assessment will be done through a presentation and three reports. More than 60 points are required to pass the examination.

＜教科書＞

関連論文のコピー。プリント（電子教材）を用意する。
総説，"Heat treatment in Molecular Precursor Method for Fabricating Metal Oxide Thin Films"
＜Text, Subtext＞
Copies of related academic papers and electronic materials prepared.
Copy of "Heat treatment in Molecular Precursor Method for Fabricating Metal Oxide Thin Films"

＜参考書＞

加藤誠軌「Ｘ線回折分析」内田老鶴圃
キッテル「固体物理学入門」丸善
桜井敏雄「Ｘ線結晶構造解析の手引き」裳華房
＜Study-aid book＞
Masanori Kato「Ｘ線回折分析」Uchida rokakuho
Kittel「固体物理学入門」Maruzen (Introduction to Solid-State-Physics by Kittel)
Toshio Sakurai「Ｘ線結晶構造解析の手引き」Shokabo

＜オフィスアワー＞

原則として毎週火曜日13:30〜14:30とするが，在室（八王子；4号館703号室）時は，いつでも質疑を受け付ける。E-mail: ft10302@ns.kogakuin.ac.jpでの問い合わせを受け付ける。
＜Office hour＞From 13:30 to 14:30 every Tuesday at building No. 4, room 703. However, I welcome your questions anytime if I am in the office. I also accept your questions by e-mail. (E-mail: ft10302@ns.kogakuin.ac.jp)

＜学生へのメッセージ＞

受講者として、複数専攻の院生が例年集まっている。講義資料を通して、受講生間での積極的な情報交換、議論を期待する。学会での欠席は予め上記メールへ連絡のこと。
＜Message＞
Students from different majors attend this class in recent years. I hope active exchanges between the attending students. When you will be absent from the class due to academic meetings, send the information to me by email before the lecture.