二维X射线衍射及其应用研究进展

介绍了三维、一维和二维X射线衍射的有关概念,给出二维X射线衍射的定义:在X射线衍射实验中使用二维探测器,并对由二维探测器记录的二维象、二维衍射花样的数据进行处理分析和解释的X射线衍射方法称为二维X射线衍射术。之后,分四部分综述二维X射线衍射(2D-XRD)和散射及其应用的进展。1)单晶样品的二维衍射包括经典的劳厄法定向和用二维探测器(带衰减底片组件、CCD和IP等)的劳厄法测定晶体结构的单晶样品现代二维衍射术;2)随后,评述多晶样品二维衍射的衍射几何、实验装置,以及在物相鉴定、应力测定和织构测定方面应用的方法和基本公式;3)二维小角散射(2D-SAXS)也作了简介。4)把一维和二维衍射术作了较全面的比较和综合评论。     

一维丝室气体探测器衍射像差的修正方法研究

一维位置灵敏单丝气体探测器采用单根镀金钨丝和200根阴极感应条的探测结构, X射线在阳极丝上产生的信号被多个阴极条感应, 利用重心法得到X射线的原初电离点的位置信息, 位置分辨率达到160 μm(半高全宽). 在同步辐射衍射实验中, X射线通过样品后会形成不同大小的衍射环, 本实验中测量得到11.148°和14.201°的两组衍射角位置信息; 通过平行移动一维探测器在衍射环范围内多次扫描, 可以重建得到二维衍射环. 由于一维探测器的气体厚度和入射窗宽度会给测量结果带来像差, 分析发现像差的影响大于一维探测器的位置分辨. 基于相应的物理分析对测量到的衍射位置进行修正, 修正后的衍射位置相比修正前的衍射位置的相对像差最大改善达到7%, 该方法实现了无像差二维衍射环的重建.     

二维点阵的软X射线衍射实验研究

以光刻胶作为探测器,用3.2nm的X射线进行了二维点阵测试样品的软X射线衍射实验,记录了探测器和样品间隔分别为0、2mm和80mm时的图像,并用光学显微镜放大观察。实验结果表明,探测器记录的图像与探测 和样品之间的距离有关,即随探测器和样品之间距离的变化而变化。这与理论模拟的结果一致。     

大尺寸LnBa_2Cu_3O_(7-δ)单晶的生长及其超导电性

本文报道大尺寸LnBa_2Cu_3O_(7-δ)(Ln=Y,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu)单晶生长及其超导电性,并讨论了(001)自然晶面的X射线多级衍射、劳厄相、旋进相等单晶鉴定法。     

用SAXS和XRD方法研究TiO2纳米颗粒微观结构

用溶胶-凝胶方法制备了TiO₂纳米样品,并对该样品在300℃到800℃温度区域进行了退火处理.应用同步辐射X射线粉末衍射(XRD)方法研究了经不同热处理温度的TiO₂纳米颗粒的结构相变.应用同步辐射小角X射线散射(SAXS)方法研究了TiO₂纳米颗粒的表面分形与界面特性.得到纳米颗粒粒度与退火温度的变化规律,讨论了表面界面特征与相变的关系. 关键词： X射线小角散射 X射线衍射 2纳米颗粒')" href="#">TiO₂纳米颗粒     

X射线衍射的发现

简单介绍了埃瓦尔德(Ewald P P)、劳厄(von Laue M)和布拉格父子(Bragg W H及Bragg W L)在1912年发现X射线衍射方面的贡献．1911年埃瓦尔德在索末菲的指导下在慕尼黑大学从事博士论文研究，劳厄在与他的讨论中了解到晶格的平移周期与X射线的波长属于同一量级，因此想到在二维光栅的两个衍射方程组中再加一个类似的方程，就可以描述X射线在三维晶体中的衍射．在此假设的指导下，Friedrieh W和Knipping P在1912年4月开始用CuSO4后来用闪锌矿(立方ZnS)进行实验，很快就得到X射线衍射的证据．这不但证明了X射线的波动性，还确定了晶体的三维周期性．老布拉格在1912年夏得知这个消息，与他儿子小布拉格一道尝试用X射线的粒子性解释它，并由小布拉格在剑桥大学重复这个实验．根据衍射斑点的椭圆形状和从Pope与Below那里学到的晶格理论(由此得知ZnS具有面心立方晶格)，小布拉格将X射线在晶体中的衍射看作是X射线从一些晶格平面的反射，从而推导出著名的布拉格方程．布拉格父子开拓了X射线晶体结构分析这门新兴学科，从简单的无机化合物和矿物，逐渐发展到有机化合物和生物大分子．劳厄和布拉格父子分别强调慕尼黑和剑桥的优良科学环境对发现X射线衍射的重要性．鉴于埃瓦尔德在发现X射线衍射的作用及他后来在倒易格子及动力学衍射理论方面的贡献，不少晶体学家认为他也应获得诺贝尔物理奖．     

纪念劳厄发现X射线衍射90周年学术报告会简讯

20 0 2年是劳厄 (MaxVonLaue)发现晶体X射线衍射 90周年 .劳厄的这一发现是 2 0世纪物理学的一件意义深远的大事 ,使物理学中关于物质结构和研究领域从宏观进入微观 ,从经典过渡到现代 ,发生了质的飞跃 .同时 ,X射线衍射的发现和研究对生物、材料科学和化学的发展起到了巨大的推动作用 .中国物理学会和中国晶体学会为纪念劳厄发现X射线衍射 90周年 ,由中国科学院物理研究所于 2 0 0 2年 12月 10日召开了学术报告会 ,会议邀请了部分院士、专家和广大同行 ,就X射线衍射的发现、发展历程 ,最新进展和研究展望以及在相关领域的应用进行了广泛…     

层状过渡金属硫代亚磷酸盐材料的磁性研究

采用化学气相输运的方法生长了一系列的MPS_3(M=Mn,Fe,Ni)单晶样品.X射线衍射和电子能谱测试结果表明生长出来的样品是纯相并且单晶质量较好.MPS_3单晶样品在低温下均为反铁磁性.当磁场平行于面内时,磁化率—温度曲线在奈尔点以上存在一个较宽的峰值,可能与准二维磁交换导致的短程序有关.这些现象表明MPS_3体系是一个很好的研究二维材料磁性的平台.此前理论与实验结果显示该体系具有宽带隙,电阻率也很大.因此,MPS_3体系在二维层状材料介电方面有很大的应用前景.     

多层膜劳厄透镜对8keV X射线的聚焦性能模拟研究

基于多层膜技术的劳厄(Laue)透镜能实现硬X射线纳米级聚焦,在X射线微纳分析领域具有重要的应用前景.基于衍射动力学理论,分析了X射线在多层膜劳厄透镜中的传播,计算了不同结构的多层膜劳厄透镜对8 keVX射线的聚焦性能.结果表明,最外层厚度为5 nm的倾斜多层膜劳厄透镜可获得5.7 nm的聚焦光斑和26%的平均衍射效率...     

合成氟金云母单晶缺陷的X射线研究

本文报道了人工合成大面积氟金云母单晶中缺陷的X射线研究结果。X射线劳厄法的研究表明,在合成云母中存在着较大程度的一维无序,并因而出现许多堆垛错排区及其亚晶界。X射线衍射形貌术的研究表明,合成云母中的亚晶界和位错线大部分是从晶种起源并向生长表面的法线方向延伸的。晶体的靠近表面的区域缺陷较密集,中心部分较少。探讨了合成云母与天然云母中缺陷分布的差别。对用于制作电容器的合成云母片的缺陷与性能的关系作了分析和讨论。 关键词：     

大尺寸LnBa2Cu3O7-δ单晶的生长及其超导电性

本文报道大尺寸LnBa₂Cu₃O_7-δ(Ln=Y,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu)单晶生长及其超导电性,并讨论了(001)自然晶面的X射线多级衍射、劳厄相、旋进相等单晶鉴定法。 关键词：     

晶体X射线衍射的发现及其深远影响

1912年4月,弗里德里希、克里平和劳厄成功地观察到X射线透过硫酸铜晶体后的衍射斑点!随后劳厄推导出描述晶体衍射的著名劳厄方程.由于晶体X射线衍射的发现,劳厄于1914年荣获诺贝尔物理学奖.1912年10月,W.L.布拉格通过X射线透射ZnS晶体实验,推导出了著名的布拉格方程.1915年布拉格父子荣获诺贝尔物理学奖.晶体X射线衍射的发现对自然科学的影响是深远的.2012年是劳厄发现晶体X射线衍射100年,文章回忆了这段光辉的历史及其对科学技术所产生的深远影响,以怀念科学先驱们对科学技术的贡献,弘扬他们对科学研究的认真严谨的科学态度、勇于创新的科学精神和谦逊无私的品德.     

扩展X射线吸收精细结构的实验方法研究

一、引 言 扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)是一种新的结构分析方法[1].测定EXAFS要求的实验条件较高,数据处理与分析也较复杂[2,3].我们利用12kw转靶X射线源在衍射仪样品台上放置平晶作分光晶体,开展了EXAFS实验方法的研究.对有关的实验技术和数据处理等问题初步作了一些工作. 二、实验方法 EXAFS的测定来用透射法,测量经吸收体吸收前、后射线强度I0与I随能量的变化.应用Rigaku RU-200 12kW转靶X射线源及D/max-rA型X射线衍射仪.实验条件一般为:银靶20 kV,70—150mA,入射和散射狭缝取1/2—2 ,接收狭缝为 0.15mm,分光晶体为LiF(…     

物理2003年第32卷第1—12期总目次

题　　　　　　目作者期号页码纪念劳厄发现晶体X射线衍射 90周年从劳厄发现晶体X射线衍射谈起唐有祺…………………………………………………………………………… 7(4 2 4 )X射线衍射发现郭可信………………………………………………………………………………………………… 7(4 2 7)晶体的X射线衍射理论———劳厄与埃瓦尔德的遗产冯　端　冯少彤…………………………………………… 7(4 34)X射线粉晶衍射仪的今天和明天林　帆　陆金生…………………………………………………………………… 7(4 4 1 )北京大学物理学科 90年专题历史的…     

NaCl单晶非切割晶面X射线衍射的实验研究

现有的德国莱宝教具公司生产的X射线实验仪采用多道脉冲幅度分析器测量衍射能谱,默认的COUPLED模式仅能得到NaCl单晶的(100)切割晶面的衍射能谱.通过旋转靶台,重新设置测角零点,再利用COUPLED模式测量,即可得到其他非切割晶面的衍射能谱.由于此X射线实验仪无角度自动校正功能,故通过二维扫描的方式对靶台和探测器转角进行修正,可以减少误差.     

晶体X射线衍射的发现及其深远影响

 2002年和2003年分别是劳厄(MaxVonLaue)发现晶体X射线衍射和布喇格(W.L.Bragg)建立布喇格方程90周年。劳厄和布喇格的发现是20世纪物理学意义深远的大事。一、X射线的发现1895年11月8日德国维尔茨堡大学校长伦琴在做阴极射线实验时,发现了一种看不见的射线从管中阴极射线轰击的那个电极发射出来,经过一个多月全神贯注的实验探索,终于确认这是一种新的射线---X射线。     

X射线衍射增强成像中吸收、折射以及散射衬度的计算层析

X射线相位衬度成像是一种新型的X射线成像技术,通过记录射线穿过物体后相位的改变对物体进行成像,可以提供比传统的X射线吸收成像更高的图像衬度以及空间分辨力。衍射增强成像方法(Diffraction enhancedimaging,DEI)是X射线相位衬度成像方法之一,利用一块放置在物体和探测器之间的分析晶体提取物体的吸收、折射以及散射信息并进行成像。将衍射增强成像方法与计算机断层成像技术(Computerized Tomography)进行结合,利用吸收、散射以及折射信息,分别采用滤波反投影以及雷登(Radon)变换,对昆虫样品——蜜蜂进行计算层析重建,获得了好于X射线吸收计算层析的重建结果,验证了衍射增强成像信息分离计算层析的优越性。     

一种毛细管聚焦的微束X射线衍射仪

微区X射线衍射(micro-X-ray diffraction)分析在测量小样品或样品微区结构方面有着独特的优势.介绍了实验室自行研发的台式毛细管聚焦的微束X射线衍射仪(μ-Hawk),其主要由微焦斑X射线管、毛细管X光透镜、接收狭缝、SDD X射线探测器、q-q测角仪、三维样品台,以及在Lab VIEW语言环境下开发的计算机控制程序等部分组成.控制程序的主界面具备微区X射线衍射分析和微区能量色散X射线荧光分析两种分析模式.为了验证设备的可行性,分别对一枚人民币五角硬币上"角"字第一划中央处的微区和直径为140μm的铜质导线进行微区点分析;对苹果手机主板焊锡接触点上1.0 mm×0.6 mm区域内的物相分布进行二维扫描分析,具体方式为在二维待测区域内逐点自动执行q-q角度扫描,由程序控制的4个电机来实现此过程.分析结果表明,μ-Hawk所具备的微区能量色散X射线荧光分析模式,为物相结构的识别提供了元素种类的参考信息;与常规的X射线衍射仪相比较,μ-Hawk所采集的衍射图整体本底较低,并且所测得的衍射峰位置基本一致;μ-Hawk能适应小样品或样品微区物相结构的分析和物相分布的二维扫描分析,在材料科学、地球科学和文物保护等领域有着广泛的应用前景.     

X射线晶体学的起源

1912年是值得纪念的一年.在这一年里,先是劳厄(M.Laue,1879—1960)等发现了X射线的晶体衍射现象并给出了一个解释,此后不久布拉格(W.L.Bragg,1890—1971,后简称小布拉格)又作了重新解释并借此获得了有关晶体结构的信息,从而开始了X射线晶体学发展艰难但成果辉煌的历史.作为整个X射线晶体学史研究的第一步,本文先对其起源作一全面的历史考查. 一、X射线晶体衍射现象 的发现和劳厄的解释 发现X射线晶体衍射现象的直接起因还得先从厄瓦耳说起.1912年初,他正在慕尼黑大学著名理论物理学家索末菲教授的指导下撰写《各向同性共振子的各向异性…     

声学劳厄衍射和描述劳厄衍射斑的晶格模型

波在晶格中的衍射是波动学和固体物理学领域中的重要课题。本文第一部分描述了一个与在晶格中X射线的劳厄衍射相似的声学实验;第二部分主要讨论描述立方晶体中劳厄衍射斑的晶格模型。