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X射线衍射技术

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这是当X射线聚焦在晶体材料上时形成的X射线衍射图案,在这种情况下是蛋白质。每个点称为反射,是由穿过晶体的散射X射线的相干干涉形成的。

X射线衍射法是一种揭示材料和薄膜的晶体结构、化学成分和物理性质的无损分析技术。这些技术是基于观察X射线照射到样品上的散射强度,它是入射和散射角度、偏振、波长或能量的函数。

需要注意的是,X射线衍射现在通常被认为是X射线散射的的一个子集,其中散射是弹性的,而散射对象是晶体,因此所得图案包含由 X射线晶体学分析的尖锐斑点(如图所示)。然而,散射和衍射都是相关的普遍现象,它们之间并不总是存在区别。因此,1963年Guinier的经典著作[1]《晶体、不完美晶体和非晶中的X射线衍射》”,所以“衍射”在当时显然并不局限于晶体。

1 散射技术编辑

1.1 弹性散射

  • x射线衍射或者更具体地说是广角X射线衍射(WAXD)
  • 小角X射线散射(SAXS)通过测量散射角2θ接近0°时的散射强度来探测纳米到微米范围内的结构。
  • X射线反射率是一种分析技术,用于确定单层和多层薄膜的厚度、粗糙度和密度。
  • 广角X射线散射 (WAXS),一种专注于散射角2θ大于5°的技术。

1.2 非弹性x光散射(IXS)

在IXS中,对非弹性散射X射线的能量和角度进行监测,给出动态结构因数   。由此可以获得材料的许多性质,具体性质取决于能量转移的尺度。下表列出了技术,改编自。[2]非弹性散射的X射线具有中间相位,因此原则上对 X射线晶体学没有用处。实际上,由于弹性散射,能量传输较小的X射线包含在衍射斑点中,而能量传输较大的X射线对衍射条纹的背景噪声有贡献。

技术 典型入射能量,keV 能量转移范围 以下信息:
康普顿散射 100 1000 费米表面形状
共振IXS (RIXS) 4-20 0.1 - 50 电子结构和激发
非共振IXS 10 0.1 - 10 电子结构和激发
X射线拉曼散射 10 50 - 1000 吸收边缘结构,键,价态
高分辨率IXS 10 0.001 - 0.1 原子动力学,声子色散

    参考文献

    • [1]

      ^Guinier, A. (1963). X-ray diffraction in Crystals, Imperfect Crystals and Amorphous Bodies. San Francisco: W.H. Freeman & Co..

    • [2]

      ^Baron, Alfred Q. R (2015). "Introduction to High-Resolution Inelastic X-Ray Scattering". arXiv:1504.01098 [cond-mat.mtrl-sci]..

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