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1、理化检验-物理分册PTCA(PART:APHYS.TEST.)2008年第44卷12专题综述同步辐射的基本知识第三讲同步辐射中的散射术及其应用(二)122杨传铮,程国峰,黄月鸿(1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海200050;2.中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050)BASICKNOWLEDGEOFSYNCHROTRONRADIATION)))LECTURENo.3SCATTERINGTECHNIQUEANDITSAPPLICATIONSINSYNCHROTRONRADIATIO
2、N(Ò)122YANGChuan-zheng,CHENGGuo-feng,HUANGYue-hong(1.ShanghaiInstituteofMicro-SystemandInformationTechnology,ChineseAcademyofScience,Shanghai200050,China;2.ShanghaiInstituteofCeromicsChineseAcademyofSciences,Shanghai200050,China)中图分类号:O434.11文献标识码:A文章编
3、号:1001-4012(2008)12-0727-0322广角X射线散射和广角X射线异常散射的球壳内的原子中心的平均数,所以在4PrQ(r)曲线上:第一个峰下的面积就是最近邻原子壳层内原2.1全径向分布函数的广角X射线散射(WAXS)子的数目;第二、三个峰下的面积等于第二和第三原测定子壳层内原子的数目。这是非晶物质的重要参量。2.1.1一种原子的非晶物质的径向分布函数非晶物质结构的另一个重要参量是各原子壳层的平(RDF)均距离。这些距离可由Q(r)的峰位求得。但平常实际非晶物质可由一种原子或多种原子
4、的组Q(r)成,可能是各向同性或各向异性的。对于各向同性不常用Q(r),而用无量纲的几密度g(r)=求出Qa非晶物质的局域结构可用径向分布函数4PrQ(r)来这些距离。表示,4PrQ(r)dr是距平均原子中心为r和r+dr]1的球壳内的平均原子中心数,而Q(r)是距原点为rg(r)=1+2S[I(s)-1]sinsrds(32)2PQaQ0处的平均原子密度,径向分布函数与这种物质的散故可由双体分布函数g(r)曲线上的峰位置确定各射干涉函数I(s)有如下关系:原子壳层距中心原子的距离。令:]222r2
5、RDF=4PrQ(r)=4PrQa+SG(r)=2rP[Q(r)-Qa](33)PQ0并称约化径向分布函数:[I(s)-1]sinsrds(30)]]12sinsrG(r)=S[I(s)-1]sinsrds(34)I(s)=1+4PrQa[g(r)-1]dr(31)2PQ0Q0sr径向分布函数、双体分布函数和约化径向分布函数式中g(r))))双体几率密度或双体相关函数;的关系如下:Qa)))平均原子密度。2RDF(r)=4rPQa+rG(r)(35)干涉函数I(s)可由X射线散射强度求得,故可根据式
6、(30)计算RDF,按照RDF的定义,g(r)=1+G(r)(36)24rPQa4PrQ(r)dr是距平均原子中心r处的一个厚度为dr2.1.2全径向分布函数的WAXS测定收稿日期:2007-11-22从全约化分布函数的表达式为,仅一种原子的作者简介:杨传铮(1939-),男,教授。非晶体:#727#理化检验-物理分册杨传铮等:同步辐射的基本知识第四讲同步辐射中的衍射术及其应用(二)]2¼非弹性散射及多次散射的扣除在衍射束G(r)=s[I(s)-1]sinsrdsPQ0中用了高分辨的晶体单色器,就基
7、本上不存在非弹多种原子的非晶体:性散射于接收的衍射光束中,但若用单色器的分辨s]2msx22-AsG(r)=s[I(s)-1]esinsrds很差(如石墨,LiF)时,仍有非弹性散射通过。在这PQ0种情况下,要事先确定非弹性散射强度轮廓线与s可知,试验中用选定的波长的入射X射线和WAXS的关系,用于修正应扣除的非弹性散射强度。方法测定约化分布函数的主要步骤包括:样品中这一部分的非弹性散射被另一部分再次(1)由试验散射数据算出[I(s)-1]。散射,成为二次散射,二次散射的值可达到一个原子(2)数值计
8、算积分。态的散射强度[Ia(s)]的百分之几,但这种现象对低(3)试验强度分布函数Im(2H)的测定。原子序元素比较显著,在一般非晶态金属中可以为了提高测量的精度,对于X射线源要求有足忽略。够高的强度和稳定度,另外,为了减小截至效应,通2Ia(s)-f-Ims(s)常尽量使用短波长。比例用MoKA或AgKA,最大I(s)-1=2fSmax分别为170nm和220nm。式中Ia(s)为一电子散射强度为单位的平均一个原测量方法一般采用步进扫描法,步长可根据试子的总的散射强
