材料百科

单晶X射线衍射

2023-05-02

single crystal x-ray diffraction

简介

X射线束照射到单晶样品上所产
生的衍射现象。分析衍射花样可得到
晶体结构、晶体取向、晶体缺陷等有关
信息。其衍射条件遵循布拉格
(Bragg)定律:2dhklSinθ=nλ,式中dhkl
为密勒指数(hkl)晶面间距;θ为入射
X射线束与该晶面的夹角;λ为入射
X射线波长;n为衍射级数,只能是正
整数1,2,3,……且n≤2dhkl/λ。单
晶X射线衍射设备主要包括:X射线
源、试样架及衍射X射线的探测、记
录、分析计算系统。根据研究对象和目
的,可选择白色(连续)X射线或标识
(特征)X射线源或单色X射线。试样
可固定、转动或回摆。探测衍射讯号有
照相法及计数法。劳厄法是采用白色
X射线束照射固定单晶样品产生的衍
射讯号,在X射线源同侧接受反射衍
射线讯号者称为背射劳厄法,用于大
块晶体材料取向和结构的测定研究;
若将接受讯号器放在X射线源—试
样之后接受透射衍射讯号者称为透射
劳厄法,适用于薄片材料及小晶体的
取向、结构、对称性及完整性等的测定
研究。周转法、回摆法、魏森堡
(weisenberg)法、旋进法及四周衍射
仪法等是利用单色X射线源,试样垂
直于X射线束转动或摆动,用照相法
或探测器运动收集空间的衍射讯号,
通过计算机系统处理可获得单晶试样
的晶体结构、晶体取向、晶格参数、
对称性及完整性等信息。此方法还可
用于高温材料中共格相错配度的研
究。