X 射线衍射技术

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　　 （本文根据 CC-BY-SA 协议转载自原搜狗科学百科对英文维基百科的翻译）

　　 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

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 $2\theta$ 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 $2\theta$ 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 $S(q, \omega)$。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。

2. 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]..