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wanfenzhiyi

铁虫 (小有名气)

[求助] 如何区分X射线衍射,中子衍射和电子衍射技术差异,以及哪个适用于表面分析 已有1人参与

求助,如何从能量角度区分X射线衍射,中子衍射和电子衍射技术差异,以及哪个适用于表面分析
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1楼 2014-01-02 13:13:50
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湿意铁匠

铁虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

X射线衍射法的基本原理是：一束单色的X 射线人射到取向完全任意的、数目很大的小晶体上，小晶体的尺寸大约为1～10μm。为减少择优取向，通常多晶样品是转动的。假设晶体中有一点阵平面( hkl) 满足布拉格反射条件，人射线与( hkl) 点阵平面构成θ 角，其反射线与人射线的夹角则为2θ。由于晶体的取向是任意的，每一组(hkl) 平面的衍射线都形成相应以入射线为轴，顶角为4θ的圆锥面。凡是晶面间距大于λ/12( 即sinθ< 1 的情况)、满足布拉格反射条件的点阵平面组都可以获得相应的衍射线锥面。通过记录装置得到的衍射图样分析试样的晶体结构。
中子衍射的基本原理和X射线衍射十分相似，其不同之处在于：①X射线是与电子相互作用，因而它在原子上的散射强度与原子序数成正比，而中子是与原子核相互作用，它在不同原子核上的散射强度不是随值单调变化的函数，这样，中子就特别适合于确定点阵中轻元素的位置(X射线灵敏度不足)和值邻近元素的位置（X 射线不易分辨）；②对同一元素，中子能区别不同的同位素，这使得中子衍射在某些方面，特别在利用氢-氘的差别来标记、研究有机分子方面有其特殊的优越性；③中子具有磁矩，能与原子磁矩相互作用而产生中子特有的磁衍射，通过磁衍射的分析可以定出磁性材料点阵中磁性原子的磁矩大小和取向，因而中子衍射是研究磁结构的极为重要的手段；④一般说来中子比X 射线具有高得多的穿透性，因而也更适用于需用厚容器的高低温、高压等条件下的结构研究。中子衍射的主要缺点是需要特殊的强中子源，并且由于源强不足而常需较大的样品和较长的数据收集时间。
    电子衍射和X射线衍射一样，也遵循布拉格公式2dsinθ=λ，可以用来作物相鉴定、测定晶体取向和原子位置。由于电子衍射强度远强于X射线，电子又极易为物体所吸收，因而电子衍射适合于研究薄膜、大块物体的表面以及小颗粒的单晶。此外，在研究由原子序数相差悬殊的原子构成的晶体时，电子衍射较X射线衍射更优越些。会聚束电子衍射的特点是可以用来测定晶体的空间群。
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2楼2014-05-07 15:46:24
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