• X-ray diffraction


    换算公式一定要掌握, 

     左侧是光源,右侧是探测器

    入射角和探测角要始终保持一致


    2dsin(\theta)=n \lambda,d是距离,\theta是探测角

     消失地衍射系统用消光来解释,晶面间距满足布拉格方程,大家可以看到衍射峰

     我们测的晶面必须和平面垂直,我们如何把所有晶面信息一起测出来

    我们把大块单晶碾碎,变成粉末之后,再把粉末平铺,这主要是因为多晶和粉末由小颗粒组成,每个小颗粒的取向不同,综合下来,所有静脉内都是有一定概率垂直于衍射向量,在所有峰的基础上,可以确定所有的信息。

    在分析峰强的时候,一般情况是默认贡献X射线信号的比例是差不多的,只有在这个前提下做分析才是准确的,只有各个晶面贡献的比例相同,峰强才是有意义的,要求我们在制备样品的时候,需要保持颗粒的均匀度,最后还要平铺成一个平整的平面

     定量分析衍射强度

    结构因子的定义:主要指的是原子种类还有位置的影响

    如果结构因子数值越大,那么衍射峰越强,和强度高低是一个正比关系,如果等于0,信号会完全消失,就是系统消光现象

    首先我们看每个字母代表的含义

     N代表N项的加和,晶胞中的原子数量,晶胞中每个原子对于结构的贡献,N个原子就需要把N个相加,fn代表的是晶胞中每个原子的散射因子,我们用fn来表示,如果说他们是同种原子,散射因子相同,不同种原子散射因子不同

    (hkl)代表某个晶面的米勒指数,晶胞中每个原子的点位,我们就用u,v,w来表示,每一个原子都有特殊的点位,我们考虑简单立方晶胞,八个顶点各有一个原子,但是这八个原子只贡献一个原子,我们只需要赋予一个特殊点位,简单立方只需要去000点位,几个原子考虑几个特殊点位就可以了,再把每个原子的贡献相加起来就可以了

    接下来我们以简单立方为例

    第二个例子就是体心立方晶胞,我们带入数值,先算001,再算002,001晶面和刚才不一样的是简单立方只有一个原子 

     如果顶角和中心原子是同种原子,那么001就是等于0了,001会发生系统消光是因为为0

    接下来算002的话,由于特殊点位的原因,也是等于f1的

    系统消光的结论

                                                     

            

     晶面指数和衍射角\theta之间的关联,通过布拉格方程

    我们如果想把晶面指数和hkl之间的关联找出来,这里介绍的是简单立方晶系,这个公式大家可以先记住

    diffraction angle指的是两倍的\theta 

    所谓的衍射级数,是布拉格方程里的n,不同衍射级数所对应的\theta

     110所对应的二级衍射是43.92度,220的一级衍射和110的二级衍射是相同的,背后原因是因为晶面间距是两倍的关系

     一个简单立方晶胞在hkl一级处看到衍射峰,当然可以从数学上理解上一级衍射峰,这些晶面实际上是没有原子排布的,我们很难以去理解,为什么会产生,我们倾向于理解成(h,k,l)的n级信号

     电子撞击金属板,会发现电子损失的动能转化成的是宽峰,是连续的

    还有一些·非常窄的,非常尖锐的峰,我们称为特征X射线,当高压加速后的电子,能量非常高的时候,有一定的概率,将金属的内层电子撞出来的,在内层形成空穴,内层有空穴的时候,就会跃迁

    产生X光,集中在一些固定的能量

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