《X射线技术及应用》PPT课件

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1、X射线技术及应用X-rayAnalysis康士秀中国科技大学22系2002.7.1.X射线的产生和性质1.1导论1.2X射线的产生1.3X射线的性质2.X射线技术和应用2.1X射线衍射（XRD）2.1EXAFS，XANES2.3X射线形貌（XRT）2.4X射线成像（XRI）2.5X射线小角散（XRS）2.6X射线光刻（XRL）2.7X射线荧光（XRF）3.结束语：X射线实验系列化研究1.X射线的产生和性质1.1导论1.2X射线的产生1.3X射线的性质1.1导论1901伦琴(Roentgen)发现X射线(1895)1914劳厄（Laue）晶体的X射线衍射1915

2、布拉格父子(Bragg)分析晶体结构1917巴克拉(Barkla)发现元素的标识X射线1924塞格巴恩(Siegbahn)X射线光谱学1927康普顿(Compton等六人)康普顿效应1936德拜(Debye)化学1946马勒(Muller)医学1964霍奇金(Hodgkin)化学1979柯马克和豪森菲尔德（Cormack/Hounsfield）医学1981塞格巴恩(Siegbahn)物理固体靶源同步辐射等离子体源同位素核反应其他1.2X射线产生X射线管固体靶源转靶焦点和辐射谱(KramerLaw)连续谱I(E)-IntensityE–x-rayenergy(De

3、lta=1eV)W/eVK-constantP0–incidentpower(W)Z-targetatomnumbern1E0–incidentelectronenergy（KeV）特征谱X-lines:Ka,bandLa,betc.Ka:Ka1,Ka2B–ConstantF(x)–TargetmaterialCons.Ec–Criticalenergy特征谱连续谱I(E)=BN(Z)F(x)(E0-Ec)mI(E)=P0KZn(E0-E)/E0同步辐射(合肥)实验大厅(Hefei)Hefei电子储存环北京同步辐射实验室(BSRF)BSRF(Beijing)同

4、步辐射和谱分布SR辐射的能量和功率(Larmorformula)(pere-,perrun)v–Electronvelocityc–Lightvelocity-Magnetradiuse–electronchargeE–Electronenergym–electronmass总辐射功率(magnetlengthL):AverageInpracticalunits,E-GeV,-m,B–kG,Beam,currentI–A功率谱分布(Integratedtoallangle)功率角分布(intgratedtoallwavelength)-SecondBesse

5、lfunction,-Anglebetweenphotoandinstantobbitplane,-Criticalwavelengthandenergy。实用单位:Fe等离子体源Z-压缩气体等离子体源气体等离子体辐射的X射线谱几种源的谱比较UndulatorWigglerBentMagnetSR谱固体靶源谱1.3X射线的性质X射线的吸收X射线的散射X射线光学X射线探测器X射线的吸收I=I0exp(-t)Lineabsorptioncoefficientl=log(I0/I)/t(cm-1)Massabsorptioncoefficientm=/(cm

6、2/g)Atomabsorptioncoefficienta=/A/N(cm2/atom)Molabsorptioncoefficientmol=(/)A(cm2/mol对混合物和化合物m=∑wiI(wi–massratios)对连续X射线m=∑wii(i–differentwavelength)重要!!m–photoelectron+scattering+e+,e-Photoabsorptionsection=A/N/,和Z的关系-Bragg-Pierce定律/=KZ43(cm-1)吸收限和跳跃比X射线光学反射光学平晶

7、弯晶多层膜衍射光学晶体波带板光栅吸收吸收片(1)X射线反射镜折射率：-折射因子-衰减因子反射率：柱面镜材料：Si，Ge，Crystal形状：平晶，弯晶，球面柱面，环面，超环面应用：单色器，成像（2）单晶X射线光学(3)毛细管X射线透镜(4)X射线波带板X射线探测器正比计数器**NaI（Tl）闪烁探测器**Si（Li）探测器**Ge（Li）探测器SiPIN探测器**GePIN探测器**多（单）丝室X射线CCD微多道板G-M计数管电离室胶片，荧光屏2·X射线技术及应用2.1X射线衍射（XRD）2.2EXAFS，XANES2.3X射线形貌（XRT）2.4X射线成像

8、（XRI）2.5X射线小