1。回折技術：
* X線回折（XRD）： これは最も広く使用されている方法です。 X線は固体に向けられ、散乱ビームは回折パターンを作成します。パターンを分析して、結晶格子内の原子の配置を明らかにします。
* 利点： 汎用性が高く、詳細な構造情報を提供し、単結晶と粉末の両方に使用できます。
* 短所： 結晶材が必要であり、サンプルのサイズと品質によって制限できます。
* 中性子回折： XRDと同様ですが、X線の代わりに中性子が使用されます。中性子は原子とは異なって相互作用するため、より高い対称性の高い要素、磁気構造、材料の研究に特に役立ちます。
* 電子回折： 非常に小さな結晶または薄膜の研究に使用されます。電子は、X線よりもはるかに短い波長を持ち、より高い解像度を提供します。
2。顕微鏡：
* 透過電子顕微鏡（TEM）： 原子スケールの材料の内部構造の直接イメージングを可能にします。 TEMは、結晶欠陥、粒界、およびその他の微細構造の特徴に関する情報を提供できます。
* 走査型電子顕微鏡（SEM）： 材料の表面の画像を提供し、その地形と構成に関する情報を明らかにします。結晶構造を直接明らかにしていませんが、SEMを使用してさまざまな相と粒子サイズを識別できます。
3。分光技術：
* 核磁気共鳴（NMR）： 分子内の原子の配置を決定し、結晶構造に関する情報を提供するために使用できます。
* ラマン分光法： 結晶中の分子の振動に関する情報を提供します。これは、さまざまな相と構造の変化を識別するために使用できます。
4。その他のテクニック：
* 密度測定： 結晶格子の原子の梱包効率を決定するために使用できます。
* 熱分析： 微分スキャン熱量測定（DSC）などの技術を使用して、結晶構造の変化に関連するしばしば固体の位相遷移を識別できます。
結晶構造の決定に伴うステップ：
1。サンプル準備： 選択した分析手法のために、固体を適切に準備する必要があります。これには、サンプルを粉末に粉砕したり、薄膜を準備したり、単結晶を切ったりすることがあります。
2。データ収集： 選択した手法は、サンプル上のデータを収集するために使用されます。
3。データ分析： 収集されたデータを分析して、結晶構造に関する情報を抽出します。これには、多くの場合、複雑な数学的アルゴリズムとソフトウェアが含まれます。
4。モデルの改良： 結晶構造の初期モデルは、実験データに適しているために改良されています。
5。解釈： 洗練されたモデルは、結晶格子内の原子の配置に関する情報を提供するために解釈されます。
重要な考慮事項：
* サンプルの純度： 不純物は回折パターンに影響を与え、誤った構造決定につながる可能性があります。
* サンプルサイズ： 回折分析を成功させるには、十分に大きく明確に定義された結晶が必要です。
* テクニックの選択： 技術の選択は、研究されている材料の特定の特性に依存します。
固体の結晶構造を決定することは、複雑なプロセスになる可能性があります。ただし、得られる知識は、材料の特性を理解し、望ましい特性を持つ新しい材料を開発するために非常に貴重です。
