背景知识

n        X射线特点

=      本质：电磁波

=      波长：0.01-500埃

=      能量:若取λ=1 埃，光子能量是可见光的5000 倍

=      一般物质对它的折射率都接近1，在界面可认为是直线传播

=      通过晶体时会发生规则的衍射

n        X射线与物质的作用

l        几何光学范畴:

u      透射、吸收、折射与反射等

u      直进性穿透性极强

u      其光学反射与折射则几乎可忽略不计

其良好的直进性与穿透性使其在光刻方面有很大应用

光刻印刷技术

平板微电路的X射线印刷术是一种将图像由一个表面转移到另一个表面的复制工艺。自20世纪70年代初起，X射线微电路平板印刷这一技术迅速进展，得到广泛应用。

 

l        物理光学范畴：

 

光电子

在光照条件下，原子中电子电离产生光电子。入射光的频率不同，产生的光电子数目也不同。随着频率的改变，产生的光电子数会有极大值

n        光电子能谱

 

n        光电子能谱分析的应用

l        化学组成及化学态研究

从光电子能谱中可获得一系列与单电离体系诸状态相关的电离能信息，还可获得有关光电高截面和角分布的信息。

l        固体表面的研究

固态光电子能增技术具有很高的灵敏度，可以研究固态表面的组成、结构、表面反应及其机制。

 

X射线荧光

高能X射线轰击原子，将原子内层电子出．次内层电子补位时，发射出次生X射线荧光。基于此效应，建立与发展了对物质进行元素组成分析和化学态研究的X射线荧光光谱分析法。应用：物质的化学组成分析；化学态的研究。

 

相干散射与衍射效应

入射X射线作用在电子或原子上，产生波长或频率保持不变的次生X射线。X射线相干散射是凝聚态衍射也可以理解为是 一种X射线光子与电子进行弹性碰撞的程。相干散射产生的次生散射波间将发生波的叠加与干涉。从而在空间多个特定方向产生相应具一定强度的复合波，形成衍射效应。

n        单晶X射线衍射结构分析

利用X射线的晶体衍射效应，将晶体结构变换成相应的衍射数据。以由衍射强度导出的结构振幅或归一化结构因子数据组为基础，通过反变换的富里叶函数计算及对结构因子位相的理论处理，导出晶体的立体结构。使其以解析或图像的方式呈现。

n        多晶衍射

用德拜法拍摄样品的衍射图样，计算出d值，并估算出I值，然后查卡片即可求出晶体的组成

 

n        主要步骤：

l        物质分离与纯化

l        优质单晶生长

l        晶体学初步鉴定

l        衍射强度数据收集

l        结构解析

l        结构精修

l        结构评价以及结构的描述与表达

n        衍射数据收集的主要方法:

l        回转法与回摆法（魏森贝格法）

结构：

将单晶样品沿某晶轴或晶棱方向定向安置于回转或回摆相机中处于中轴线的测角仪头上，感光胶片则以特定半径绕晶体在相机筒中设置成圆柱状。实验中以特征X射线垂直入射于该晶轴，使晶休绕轴连续作重复360度旋转，则可得到回转衍射图。

 

l        四圆衍射仪法（面探测器）

四圆衍射仪是一种通过光量子计数探测  器进行单晶衍射强度逐点计量、测录的单晶衍射仪。图为四圆衍射仪示图

 

l        劳厄法

当连续谱X射线入射到晶面上，发生衍射。衍射线照射到底片上就形成了衍射花样。