第3章XRDppt课件.ppt
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1、,第三章 X-射线衍射,1,2,X 射线作为一电磁波投射到晶体中时,会受到晶体中原子的散射,而散射波就好象是从原子中心发出,每一个原子中心发出的散射波又好比一个源球面波。由于原子在晶体中是周期排列,这些散射球面波之间存在着固定的位相关系,会在空间产生干涉,结果导致在某些散射方向的球面波相互加强,而在某些方向上相互抵消,从而也就出现衍射现象,即在偏离原入射线方向上,在特定的方向上出现散射线加强而存在衍射斑点,其余方向则无衍射斑点。,X射线在晶体中的衍射解释方法: a 布拉格方程 b 衍射矢量方程 c 厄瓦尔德图解 d 劳埃方程,3,4,布拉格方程的导出,5,在两个相干波源的波的叠加区域内,加强或
2、减弱点是这样确定的: 波源到某点的路程差等于波长的整数倍,两列波在该点加强,路程差等于半波长的奇数倍,波在该点减弱。,n-整数,称为反射级数; -掠射角,2为衍射角度。 d-晶面间距,2dsin = n,布拉格方程:,6,7,布拉格方程的讨论 1、选择反射 借用镜面反射规律来描述X射线的衍射集合 只有当、和d三者都满足布拉格方程时才能发生反射。 入射光束、反射面的法线和衍射光束一定共面 衍射光束与透射光速之间的夹角2,这个角成为衍射角。,8,2、产生衍射的极限条件 2d(简单可推导出) 波长必须小于最小面间距的2倍; 晶面间距大于入射x射线波长一半的晶面才能产生衍射;,9,3、衍射面和衍射指数
3、 假想的原子面(衍射面); 晶面指数的推广,广义的晶面指数;,10,4、衍射花样和晶体结构的关系 将各晶系的面间距d值代入布拉格方程,11,布拉格方程可以反映出晶体结构中晶胞的大小及形状变化。但是,布拉格方程并未反映出晶胞中原子的种类、数量和位置。 如果研究由于晶胞中原子的位置和种类的变化而带来的衍射图像的变化时候,还需要结构因子和衍射线强度理论。,12,衍射强度: 结构因子:,13,典型的XRD测试结果,14,15,单个晶体的衍射图,2 = 20.6,2 = 29.3,2 = 42.2,d200 = d100/2,16,一个多晶样品包含成千上万个晶体,所以所有的衍射峰都能观察到,17,2D图
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