Методы рассеяния рентгеновских лучей - X-ray scattering techniques
Методы рассеяния рентгеновских лучей семейство неразрушающих аналитических техники которые раскрывают информацию о Кристальная структура, химический состав и физические свойства материалов и тонких пленок. Эти методы основаны на соблюдении разбросанный интенсивность из Рентгеновский луч, попадающий на образец, в зависимости от угла падения и рассеяния, поляризации и длины волны или энергии.
Обратите внимание, что дифракция рентгеновских лучей в настоящее время часто рассматривается как подмножество рассеяния рентгеновских лучей, где рассеяние является упругим, а рассеивающий объект является кристаллическим, так что полученная картина содержит острые пятна, анализируемые Рентгеновская кристаллография (как на рисунке). Однако оба рассеяние и дифракция являются взаимосвязанными общими явлениями, и различие между ними существовало не всегда. Таким образом Guinier классический текст[1] с 1963 года называется «Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах, несовершенных кристаллах и аморфных телах», поэтому в то время «дифракция» явно не ограничивалась кристаллами.
Методы рассеяния
Упругое рассеяние
- Рентгеновский дифракция или более конкретно широкоугольная дифракция рентгеновских лучей (WAXD)
- Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей (SAXS) исследует структуру в диапазоне от нанометра до микрометра путем измерения интенсивности рассеяния при углах рассеяния 2θ, близких к 0 °.
- Рентгеновская отражательная способность представляет собой аналитический метод определения толщины, шероховатости и плотности однослойных и многослойных тонких пленок.
- Широкоугольное рассеяние рентгеновских лучей (WAXS), методика, основанная на углах рассеяния 2θ, превышающих 5 °.
Неупругое рассеяние рентгеновских лучей (IXS)
В IXS энергия и угол неэластично рассеянное рентгеновское излучение контролируется, давая динамическое структурный фактор . Из этого множества свойств материалов могут быть получены определенные свойства, зависящие от масштаба передачи энергии. Приведенная ниже таблица, в которой перечислены методы, адаптирована из.[2] Неупруго рассеянные рентгеновские лучи имеют промежуточные фазы и поэтому в принципе бесполезны для Рентгеновская кристаллография. На практике рентгеновские лучи с малой передачей энергии включаются в дифракционные пятна из-за упругого рассеяния, а рентгеновские лучи с большой передачей энергии вносят вклад в фоновый шум в дифракционной картине.
| Техника | Типичная падающая энергия, кэВ | Диапазон передачи энергии, эВ | Информация о: |
|---|---|---|---|
| Комптоновское рассеяние | 100 | 1,000 | Форма поверхности Ферми |
| Резонансный IXS (RIXS) | 4-20 | 0.1 - 50 | Электронная структура и возбуждение |
| Нерезонансный IXS (NRIXS) | 10 | 0.1 - 10 | Электронная структура и возбуждение |
| Рентгеновское комбинационное рассеяние | 10 | 50 - 1000 | Структура края поглощения, склеивание, валентность |
| IXS высокого разрешения | 10 | 0.001 - 0.1 | Атомная динамика, дисперсия фононов. |
Смотрите также
использованная литература
- ^ Гинье, А. (1963). Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах, несовершенных кристаллах и аморфных телах. Сан-Франциско: W.H. Freeman & Co.
- ^ Барон, Альфред К. Р. (2015). «Введение в неупругое рассеяние рентгеновских лучей с высоким разрешением». arXiv:1504.01098 [cond-mat.mtrl-sci ].