发散X射线晶体衍射模拟研究

根据晶体的对称性、衍射几何和衍射规律,研究了复杂的发散X射线晶体衍射。描述了模拟这种衍射的方法。由计算机产生的背射赝Kossel线花样与实验结果完全相符,并能识别出衍射图中所有线条的衍射指数。完成了一套由计算机绘制的〈100〉,〈110〉和〈111〉取向的Si单晶的发散衍射标准图谱。 关键词：     

X射线衍射进展简介

100年前,劳厄等证明X射线对硫酸铜晶体具有衍射能力,揭开了X射线衍射分析晶体结构的序幕.100年的发展,X射线衍射已经成为自然科学乃至医学、考古、历史学等众多学科发展的必备技术.文章介绍了X射线衍射现象的发现历史,X射线运动学和动力学理论的发展概况,并举例说明了X射线衍射在粉末多晶体、单晶体和人工功能晶体以及人工薄膜材料中的具体应用情况,最后简要展望了X射线衍射技术的发展前景.     

基于光栅衍射的晶体X射线衍射缺级的理论基础和实验研究

以光栅衍射缺级理论为切入点对晶体X射线衍射缺级的现象、产生的根源进行了理论分析,得出：(1) 晶体X射线衍射缺级存在的可能性在于某些晶体材料晶胞的几何结构因子为零;(2) 在复式格子晶体或具有某种特殊缺陷的晶体的X射线衍射图样中存在缺级是这方面实验研究的方向。这些结论在材料物相、材料结构类型和不完整性分析等方面具有一定的参考价值。     

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.     

X射线衍射的教学

本文提出了一种从平面透射光栅过渡到晶体的Ｘ射线衍射的教学方法．     

晶体X射线衍射线形状的理论推导

考虑到不同深度的晶面对X射线吸收的差别,导出了X射线衍射线形状的曲线,获得了精确的衍射曲线形状的表达式,讨论了吸收对衍射峰形状的影响．最后还对理论与实验结果进行了比较．     

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．     

晶体表面畸变的X射线双晶衍射研究

本文介绍了表面畸变的晶体中X射线动力学衍射分层模型的计算原理和通过计算机模拟双晶摇摆曲线获得畸变层信息的方法,讨论了不同的双晶排列方式对摇摆曲线和模拟计算的影响,分析了畸变层内应变、损伤分布与摇摆曲线的关系,并以B⁺注入Si(100)晶片为例,给出了模拟结果。 关键词：     

X射线和中子衍射研究进展

本文概述了近年来X射线和中子衍射方面的研究进展。最重要的进展是在生命科学和材料科学方面。同步辐射的应用大大推动了X射线衍射研究的发展，并由此出现了一系列新的研究领域。中子衍射在工业应用和基础研究方面均获得重要进展。在单晶和多晶的结构分析、数据处理及 晶体对称性研究方面也有突破性成果。     

X射线多重衍射的进展

若晶体具有多个（≥３）原子平面同时满足Ｂｒａｇｇ定律,并同时衍射一单色入射Ｘ射线光束,这就是多重衍射现象。本文介绍Ｘ射线多重衍射的基本原理,获得多重衍射花样的实验方法、衍射理论和若干应用。     

X光衍射实验的改进与校正

用X射线衍射仪做定量分析衍射实验，会出现因盖革计数器存在分辨时间而漏计的现象．为了简便地测定分辨时间，本文利用单层膜二次照射技术，导出了用来校正积分强度的近似公式，并与逐点校正法作了对比分析，二者符合很好．     

基于XRD的晶体温度计的设计及其应用

在XRD衍射仪上搭建控温测温装置,扫描不同温度下的晶体衍射图谱,得到晶面间距随温度的变化关系,设计了基于XRD的晶体温度计.使用该温度计获得了VO2的相变温度.     

X-ray diffraction analysis for quasi-crystals under pressure

Abstract

X-ray diffration analysis under high pressure was performed on the icosahedral phase (I-phase) of an Al₈₀Mn₂₀ alloy and Al₆Li₃Cu alloy. The I-phase of an Al-Mn alloy was stable and there was no indication of phase transformations. In an Al-Li-Cu alloy, the I-phase underwent irreversible transformation successively to the amorphous state and the long-range ordered state. This is the first observation of the pressure-induced amorphization.     

晶体X射线劳厄衍射分束特性研究

本文基于X射线衍射动力学分析了劳厄晶体的分束特性,模拟了晶体吸收和入射光角发散对于透射光和衍射光摇摆曲线的影响,定量给出晶体衍射面内角调节范围和晶体加工厚度对于劳厄衍射分束比的调制.在实验中,采用分析晶体和分束晶体的消色散配置限制入射光角发散的影响,实现300μm厚Si(220)晶体面内角调节劳厄衍射分束的精确测量,并得到300μm, 400μm和500μm厚度Si晶体分束比的调节范围,实现了透射光和衍射光强度的定量调制.     

X光衍射中积分强度的近似公式

用X射线衍射仪做定量分析衍射实验时会因盖革记数器的死时间而出现漏计现象．为了简便地测定死时间,本文提出了单层膜两次照射技术,导出了校正积分强度的近似公式,并与逐次校正法作了对比分析。     

An in situ high-pressure X-ray diffraction experiment on hydroxyapophyllite

The compression behavior of a natural hydroxyapophyllite is investigated up to about 10.01 GPa at 300 K using in situ angle-dispersive X-ray diffraction and a diamond anvil cell at the High Pressure Experiment Station, Beijing Synchrotron Radiation Facility (BSRF). Over this pressure range, no phase change or disproportionation is observed. The isothermal equation of state is determined for the first time. The values of zero-pressure volume V0 , isothermal bulk modulus K0 , and K0 refined with a third-order Birch-Murnaghan equation of state are V0 = 1276.3±0.9  3 , K0 = 71±3 GPa, and K0 = 8±1. Furthermore, we confirm that the values of linear compressibility β along the a and c directions of hydroxyapophyllite are elastically anisotropic.     

劳厄对晶体衍射的发现

介绍了劳厄提出晶体衍射思想的科学背景及当时的实验过程,并探讨在劳厄发现晶体衍射的过程中其科学思想的形成及X射线晶体衍射的发现带给我们的启示及影响．     

A calculation model for X-ray diffraction by curved-graphene nanoparticles

An approximation of the positions of carbon atoms in a curved graphene sheet is suggested for calculation of X-ray diffraction (XRD) patterns of curved-graphene nanoparticles. The model is tested for carbon nanotubes and newly calculated carbon nanotoroids consisting of several hundreds of atoms. It is shown that the random distribution of carbon atoms with graphene surface-averaged density and the local graphene-like rearrangement of atoms in a curved lattice are sufficient for describing the XRD patterns of an ensemble of respective exact carbon nanoparticles of random isotropic orientation in the range of scattering wave vector's modulus q from several units to several tens of inverse nanometers. The model is of interest to a fast-routine identification of curved-graphene nanoparticles in carbonaceous materials.     

电子衍射实验数据的采集与处理

使用数码相机拍摄采集电子衍射图片 ,利用Excel处理软件及绘图工具进行数据测量与处理 ,提高了实验效率