X射线粉末衍射法测定未知晶体结构

以新化合物Ba₃BPO₇为例 ,介绍了利用X射线粉末衍射技术测定未知晶体结构的方法 .首先采用分峰的方法将粉末衍射数据还原为类似单晶的数据 ,然后利用单晶结构分析的方法确定该化合物中钡、磷和硼原子的位置 ,同时结合振动光谱分析提供的硼和磷的配位多面体结构信息 ,确定了氧原子的位置 ,最后利用Rietveld方法进行了结构精修.     

立方相GaN/GaAs(100)质量的X射线双晶衍射研究

利用DCXRD(X射线双晶衍射 ) ,PL谱 (光荧光 )和SEM (扫描电子显微镜 ) ,对在GaAs( 1 0 0 )衬底上用低压MOCVD方法生长的立方相GaN进行了深入研究 ,发现GaN的晶体质量和光学性质良好 .其X射线双晶衍射摇摆曲线 (Rockingcurve) ( 0 0 2 )衍射的FWHM(半峰宽 )为 40min ,其PL谱的FWHM为 1 2nm ,实现了高晶体质量和高光学质量的一致性 .这也是首次报道 1 5 μm以上立方相GaN外延膜光荧光的发光情况 .同时还用X射线三轴晶衍射估算了薄膜内应变和晶粒尺寸 .     

GaAs/Si外延层X射线双晶衍射摇摆曲线的动力学模拟和位错密度的测量

利用X射线衍射动力学理论和位错的小角晶界模型,分析了GaAs/Si外延层中位错对X射线双晶衍射摇摆曲线的影响,认为GaAs/Si外延层并不是严格取向一致的完整单晶膜,而是存在着许多小角晶界的镶嵌晶体,并推导出了其中镶嵌块的晶向分布函数和晶格应变分布函数,模拟出了GaAs/Si外延层X射线双晶衍射摇摆曲线,由此曲线计算出了GaAs/Si外延层中的位错密度.同时还得到了Si衬底上GaAs外延层中镶嵌块的大小.为分析高失配外延材料的双晶衍射摇摆曲线提供了新的方法.     

铋系超导体晶格振动行为X射线衍射研究

本文利用变温X射线衍射方法研究了铋系高温超导相晶格振动行为。变温X射线衍射的研究工作集中在(002)晶面上,它能反映与超导电性有密切关系的Cu-O层和Bi-O层的晶格振动信息。在温度为130和200K附近的两个温度区间上,(002)峰的衍射强度I(T)与晶格常数C(T)随温度变化的异常行为表明在超导转变温度T。以上,(002)晶面出现了明显的晶格软化效应。结合Mssbauer谱的研究结果,我们认为Cu-O层声子模的软化是超导转变的前驱效应。     

计入衍射几何因子和多重性因子的立方GaN相含量的测定

以回摆法衍射峰的积分强度为基础,提出了X射线衍射分析单晶体时的多重性因子和衍射几何因子的概念,推导出普遍适用的相含量计算公式.利用双晶X射线多功能四圆衍射仪测绘GaN/GaAs(001)外延层中立方相（002）面、{111}面和六角相{100}面的极图和倒易空间Mapping,分析了六角相和立方相微孪晶的各晶面在极图中的分布特征及计算相含量时的多重性因子和衍射几何因子,并根据立方相(002)、立方相微孪晶{111}、六角相{101}和{100}衍射峰的积分强度,求得外延层中立方相微孪晶和六角相的含量.     

InAlAs/InGaAs/InP异质结构的X射线双晶衍射研究

本文应用X射线双晶衍射技术结合X射线衍射动力学理论的计算模拟,研究了MBE生长的InGaAs/InAlAs/InP异质结结构材料的外延层生长条件与层厚、成分的关系,X射线双晶衍射形貌图表明:衬底和外延膜存在位错和沉淀物等缺陷,衬底的不完美性直接影响外延膜的质量,文中还应用X射线衍射动力学理论对所观察到的沉淀物衬度进行解释,指出沉淀物周围点阵受张应变场。     

用对向靶溅射法外延生长La-Ca-Mn-O巨磁阻单晶薄膜 *

用对向靶溅射法(FTS)在(110)NdGaO₃基板上外延生长出La-Ca-Mn-O(LCMO)单晶薄膜,其三维晶体结构用高分辨率双晶X射线衍射技术(DCD)和掠面衍射技术(GID)分析,薄膜表面形貌用原子力显微镜(AFM)测量.结果表明,薄膜有c轴位于薄膜平面的类钙钛矿结构,所有已测量X射线衍射峰的摇摆曲线的半高宽度均约为0.01°,这是迄今报道过的陶瓷薄膜的最小结构参数.AFM图象清楚表明薄膜为单原子层状生长,表面原子层台阶高度为0.195nm.台阶宽度为360～400nm.台阶边缘沿(001)方向.原位生长的薄膜已具有较大的巨磁阻效应.     

铋系超导体反常晶格膨胀X射线衍射研究

本文利用变温X射线衍射方法研究了室温至液氮温度区间铋系超导体晶格热膨胀与畸变特性.在从正常态向超导态转变过程中,铋系2223相和2212相均在高温区和低温区发生反常热膨胀.发生在超导转变前的晶格反常热膨胀与Mossbauer谱和超声内耗测量得到晶格软化温度相对应,这种结构上的反常行为是超导转变的前驱效应.     

KIO3单晶的生长、形态及结构

本文研究了水溶液中HIO₃含量及溶液制备程序对KIO₃结晶习性的影响。用膨胀计测定了在不同HIO₃含量的溶液中和不同过饱和度下成核的诱导期,计算了成核的临界Gibbs自由能。找到了生长KIO₃大单晶的最佳条件,用降温法成功地长出了18×18×40mm³的大单晶。对不同条件下生长出的外形各异的KIO₃晶体进行X射线粉末衍射实验表明,室温下只存在一种结构,即空间群为P1的晶体。用1.06μm的Nd³⁺:YAG激光沿与KIO₃单晶极轴约成30°角的方向通入,可得到强的二次谐波输出。     

Monte Carlo方法计算晶体析出相的X射线发射强度

本文提出了用Monte Carlo模拟计算晶体中析出相X射线发射强度的理论和方法。作为实例,对不同加速电压下Au,Cu基体中Cr—Fe—Ni合金析出相的X射线发射强度作了计算,并得出一些规律。     

聚偏氟乙烯辐射效应的研究——Ⅰ.高剂量区晶体损伤加速机理的探讨

讨论了聚偏氟乙烯(PVDF)结晶度与电子束辐射效应的关系,利用示差扫描量热分析、X射线衍射等研究了辐射前后PVDF晶体的晶型、结晶度等的变化.发现辐照前后晶体晶型未有明显改变;结晶度在低剂量区(<400kGy),随吸收剂量增大而稍有增加;然后逐渐下降.当吸收剂量高于1000kGy后,结晶度迅速下降.利用二甲基甲酰胺对辐照后样品抽提,研究了其溶胶、凝胶性质.发现在低剂量区,PVDF的辐射效应符合Charlesby-Pinner关系式;高剂量区,当剂量高于约1000kGy时,由于交联网络间分子链段长度已与晶体片晶折叠链长度大致相当,继续辐照,受样品晶体的阻碍作用,样品辐射效应开始偏离Charlesby-Pinner关系.晶体表面及晶体内部缺陷部位发生交联反应几率增加,样品结晶度开始明显降低.     

GaN横向外延中晶面倾斜的形成机制

采用双晶X射线衍射(DC-XRD)研究蓝宝石(0001)衬底上横向外延GaN层中晶面倾斜的形成原因. 发现横向生长区的GaN在垂直掩模方向上朝SiN_x掩模层弯曲. 采用选择性腐蚀逐渐去掉SiN_x掩模层, 发现XRD中GaN(0002)w扫描衍射峰两侧存在与晶面倾斜有关的衍射信息. 该衍射信息起初为一个很宽的峰, 随着选择性腐蚀的进行, 会先分裂为两个峰, 最后当SiN_x掩模层全部腐蚀掉后, 其中一个衍射峰会消失, 而只剩下一个很窄的峰. 作者证实造成横向外延GaN 中晶面倾斜的原因有两个: 一是由于GaN与掩模层之间界面应力造成的弹性非均匀应变; 另一个是由于GaN中穿透位错的90°转向造成的塑性形变.     

C70单晶的生长形貌和结构表征

用气相控制成核密度法 ,生长出了尺寸可达 5mm的C₇₀单晶 .X射线衍射分析及电子衍射分析结果表明C₇₀单晶在室温下为六方密堆积结构 (hcp)相与少量面心立方结构 (fcc)相共存 .用扫描电子显微镜和光学显微镜观察了C₇₀单晶的生长形貌 ,分析了形成机制 ,探讨了生长条件对C₇₀ 单晶生长形态的影响     

ZnAl2O4/α-Al2O3复合衬底的制备和GaN薄膜的生长

利用脉冲激光淀积法(PLD)在α-Al₂O₃衬底上淀积了ZnO薄膜, 通过ZnO和α-Al₂O₃固相反应制备了具有ZnAl₂O₄覆盖层的α-Al₂O₃衬底. X射线衍射谱(XRD)表明ZnAl₂O₄薄膜随反应时间由单一(111)取向转变为多晶取向, 然后变为不完全的(111)择优取向. 同时扫描电子显微镜(SEM)照片表明ZnAl₂O₄表面形貌随反应时间由均匀的岛状结构先变为棒状结构, 然后再变为突起的线状结构. 另外, XRD谱显示低温制备的ZnAl₂O₄在高温下不稳定. 在ZnAl₂O₄覆盖的α-Al₂O₃衬底上利用光加热低压MOCVD法直接生长了GaN薄膜. XRD测量表明随ZnAl₂O₄厚度增加GaN由c轴单晶变为多晶, 单晶GaN的摇摆曲线半高宽为0.4°. 结果表明薄ZnAl₂O₄覆盖层的岛状结构有利于GaN生长初期的成核, 从而提高了GaN的晶体质量.     

小角X射线散射确定非晶合金的三个激活能

应用小角X射线散射技术(SAXS)确定了Cu₇₃Sn₆Ni₆P₁₅非晶合金在温度区间443—473K范围内的晶化激活能E_c=210kJ·mol~(-1),晶体成核激活能E_n=238kJ·mol~(-1)和晶体长大激活能E_g=140kJ·mol^-1,并分析讨论了三者的关系。文中指出确定晶体长大激活能的正确方法是使用晶体体积长大速度,使用了新的校正回火非晶合金小角X射线散射强度背底误差的方法。     

X射线相位衬度层析成像的数学模型

X射线成像技术在医疗诊断和无损检测等领域有着广泛的应用。对于软组织等弱吸收物体,传统的吸收成像无法获得高对比度的图像。为了解决这个问题,产生了X射线相位衬度成像技术。本文介绍类同轴全息测量下的X射线相位衬度层析成像技术,重点讨论该成像技术的Bronnikov模型和基于Helmholtz方程的模型,及相应的重建方法。     

静电场作用下α-碘酸锂单晶中子衍射增强的异常现象

本文观察到α-碘酸锂单晶的一个新的、尚未能充分阐明的特性:当沿其c晶轴方向加上不大的静电场时,它的(00l)等几组晶面的中子衍射强度成倍增长,这一效应是各向异性的,伴随着复杂的弛豫过程,且当样品温度降到一定值以下后呈现有趣的“冻结效应”。看来这个现象与载流子在晶体内的扩散过程之间存在着密切的联系。     

率相关晶体塑性模型的塑性各向异性分析

在Sarma和Zacharia的工作基础上,改进了单晶晶体弹粘塑性本构模型的积分算法,并采用改进的欧拉法结合迭代方法求解,特点是稳定性好计算效率较高．然后用上述模型及算法研究了:1）在单向拉伸和平面应变压缩变形下单晶塑性各向异性的特点;2）晶体模型中的主要材料参数（应变率敏感指数m和潜硬化比率q）和加载应变率对单晶塑性各向异性的影响;3）沿不同的晶体方向加载对滑移系启动的影响．     

异常大磁阻La-Sn-Mn-O外延单晶薄膜的研究 *

首次报道采用脉冲激光沉积方法在(100)LaAlO₃ 单晶基底上外延生长La-Sn-Mn-O薄膜 ,由X射线的衍射分析确定薄膜属于钙钛矿型结构 .薄膜在低温发生金属到半导体转变 ,它的电阻随磁场的变化而变化 ,其磁阻的最大变化率约为 1 0 3 ,表明此薄膜具有异常大磁阻效应 .磁化强度的测量表明其室温为顺磁性低温为铁磁性 .居里温度值与薄膜出现最大磁阻变化率的温度值十分接近 ,表明其中的磁阻效应是与铁磁到顺磁转变紧密相连的 .为进一步探讨La-Sn-Mn-O在将来集成薄膜器件中的应用前景 ,测量了薄膜表面的平整度 .     

扩展射电源的磁场分布和晕源的性质

本文研究了扩展射电源的X射线和射电辐射分布图,计算了射电星系CenA,3C264,星系团A2634,A1775和后发星系团等源中磁场下限和其它物理量的分布,结果表明,星系团射电源可能包含两种成分:1.与某些射电星系相联系,磁场较强(>10^-6高斯),X射线主要来自热机制;2.与整个星系团相联系的扩展射电晕,磁场为10^-8高斯,有强的康普顿辐射。 本文不仅给出了几个扩展射电源的磁场下限分布,还得到了对康普顿辐射有重要贡献的一个确切样例(后发星系团晕源),并由此提供了鉴别X射线辐射机制的方法和对观测的要求。