原子散乱因子の異常分散項をプロットする

原子散乱因子 atomic scattering factor の異常分散項 f' と f'' は、CXRO X-Ray Interactions With Matter にある Atomic Scattering Factors から入手できる。

Reference: B.L. Henke, E.M. Gullikson, and J.C. Davis. X-ray interactions: photoabsorption, scattering, transmission, and reflection at E=50-30000 eV, Z=1-92, Atomic Data and Nuclear Data Tables Vol. 54 (no.2), 181-342 (July 1993).

これを R に読み込んでプロットするのは容易。なお、データがない部分は -9999 が入っているので、そこを NA に置き換えた。

eV2m <- function(ev) {
  # eV = J = N m = kg m / sec^2 * m
  e <- -1.602E-19 # charge of electron in C
  c <- 2.998E8  # speed of light in m/sec
  h <- 6.626E-34 # Plank constant in m^2 kg / sec
  return(c * h / (-e * ev)) # m
}

sf <- read.table("fe.nff", header=T) # from http://henke.lbl.gov/optical_constants/asf.html
sf[sf$f1 == -9999, ] <- NA

plot(0, 0, type="n", xlim=c(0, 10), ylim=c(-3, 30), 
     xlab="Wavelength(Angstrom)", ylab="Atomic Scattering Factor", main="Scattering by Fe atom")
lines(y=sf$f1, x=eV2m(sf$E.eV.)*1E10, type="l")
lines(y=sf$f2, x=eV2m(sf$E.eV.)*1E10, type="l", lty=2)
legend("bottomright", c("f'", "f''"), lty=1:2)


ここでは、鉄をプロットしてみる。結晶学で興味のある範囲を拡大しているが、1.74Å付近に吸収端(K-edge)があるのが分かる。