FAQ: Что такое отчет о рентгеновской дифракции (XRD)
FAQ: Что такое отчет о рентгеновской дифракции (XRD) в терминологии кристаллических подложек?
Вопрос 1: Что такое отчет по рентгеновской дифракции (XRD) в терминологии индустрии подложек?
Ответ: Отчет XRD — это отчет по рентгеновской дифракции. Это специализированный протокол испытаний, используемый для определения структуры, ориентации и чистоты монокристалла с помощью явления рентгеновской дифракции.
Дифрактограмма — это запись дифракции, вызванной взаимодействием рентгеновских лучей с атомной структурой кристалла. Она отражает регулярное расположение атомов в кристалле; разные кристаллические структуры дают уникальные дифрактограммы. Поскольку каждая кристаллическая структура имеет свой уникальный «отпечаток», дифрактограмма служит важнейшей основой для идентификации структуры. Дифрактограммы широко применяются в таких областях, как материаловедение, химия и физика, служа важным инструментом для изучения микроскопической структуры и свойств материалов.
Вопрос 2: Какие этапы включает в себя анализ дифракционной картины?
Ответ: Анализ дифракционной картины можно разделить на три основных этапа: определение положения пиков, анализ интенсивности пиков и изучение формы пиков.
Определение положения пиков
Под положением пика понимается угловое расположение дифракционных пиков на дифракционной картине. Точное измерение этих положений позволяет определить межплоскостное расстояние (d-расстояние) кристалла. Это является основой анализа кристаллической структуры, поскольку разные расстояния соответствуют разным кристаллическим структурам.
Анализ интенсивности пиков
Интенсивность пика означает силу дифракционных пиков, которая связана с типами, количеством и расположением атомов в кристалле. Изменения интенсивности дают информацию о распределении атомов. Например, в многофазных материалах соотношение интенсивностей между различными фазами отражает их соответствующие концентрации.
Исследование формы пиков
Форма пика включает такие характеристики, как ширина и симметрия. Изменения формы отражают такие сведения, как размер зерен и дефекты решетки. Более широкий пик может указывать на меньший размер зерен или наличие дефектов решетки, в то время как острый пик обычно означает более крупные зерна и более целостную структуру решетки.
Вопрос 3: Какова роль рентгеновских дифрактограмм в практическом применении?
Ответ: Рентгеновские дифрактограммы помогают определить кристаллическую структуру материала, фазовый состав, размер зерен и другие важные параметры. Они играют важнейшую роль в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах (НИОКР) и контроле качества.
Вопрос 4: В чем заключается принцип формирования дифракционной картины при рентгеновской дифракции?
Ответ: После генерации рентгеновских лучей они вступают во взаимодействие с атомной структурой кристалла. В результате оптической интерференции возникает дифракция. Анализируя эти дифракционные явления, можно определить кристаллическую структуру. Ниже приводится подробное объяснение процессов генерации рентгеновских лучей, их взаимодействия с веществом и уравнения Брэгга.
Генерация рентгеновских лучей
Когда высокоскоростные электроны сталкиваются с веществом, они взаимодействуют с атомами в нем, вызывая перенос энергии. Потерянная энергия высвобождается в виде рентгеновских лучей в двух формах: непрерывного спектра и характеристического спектра.
Взаимодействие рентгеновских лучей с веществом
Когда рентгеновские лучи проходят через вещество, их интенсивность ослабевает из-за рассеяния и поглощения.
Уравнение Брэгга
Эксперименты по структурному анализу с помощью рентгеновской дифракции (XRD) определяют структуру вещества путем сравнения явлений дифракции, возникающих после прохождения через него рентгеновских лучей. Когда рентгеновские лучи попадают на набор кристаллических плоскостей с расстоянием между ними, величина которого аналогична их длине волны, и если эта плоскость действует как плоскость Брэгга, то имеет место следующее:
2d sinθ = nλ, n = 1,2...
Эта формула является законом рентгеновской дифракции в кристаллах, также известным как закон Брэгга.
Принцип работы рентгеновского фазового дифракционного анализа
Кристаллические твердые тела действуют как дифракционные решетки для рентгеновских лучей. Когерентное рассеяние, создаваемое огромным количеством частиц, приводит к интерференции света, что усиливает интенсивность рассеянных рентгеновских лучей под определенными углами. Пучок максимальной интенсивности, образованный суперпозицией волновых фронтов и взаимной интерференцией, называется линией дифракции рентгеновских лучей. Когда выполняются условия дифракции, применяется уравнение Брэгга:
2d sinθ = nλ
Вопрос 5: Как на самом деле выглядит подлинный отчет по рентгеновской дифракции (XRD) в отрасли производства кристаллических подложек?
Ответ: Ниже приведен подлинный отчет по рентгеновской дифракции (XRD) для кристалла YAlO3 (алюминат иттрия), обычно называемого кристаллом YAP. Данный отчет об испытаниях предоставлен компанией Shalom EO.
Отчет XRD
- Знак качества: Рассчитанный
- Значение d: Рассчитанное
- Интенсивность (I): Неизвестна
- Материал: Оксид иттрия и алюминия (YAlO3)
Экспериментальные параметры
- Излучение: CuKa1
- Длина волны: 1,5406
- Диапазон 2θ: 20,996 – 69,870
- I/Ic (RIR/коэффициент K): 3,88
- Ссылка: Рассчитано Jade на основе записи ICSD № 83027 (от 06.02.10)
Кристаллическая структура
- Система кристаллизации: Орторомбическая
- Пространственная группа: Pbnm (62)
- Z (формульные единицы на ячейку): 4
- Параметры элементарной ячейки: 5,1671 × 5,3148 × 7,3538 <90,0 × 90,0 × 90,0>
- Плотность (рассчитанная): 5,39
- Объем: 202,0
Характеристики дифракции
- Наиболее сильные линии (d/I): 2,61/X, 1,85/3, 3,70/3, 2,11/3, 1,50/2, 2,58/2, 2,15/2, 2,66/2
Примечания
- FIZ#83027: «Деформация перовскитов типа GdFeO3 под давлением: исследование YAlO3 до 5 ГПа», Росс, Н.Л., Phase Transition, т. 58 (1996) 27–41, R = 0,034.
- Структуре присвоен номер PDF (расчетные данные порошковой дифракции): 01-087-1288.
- Имеются температурные коэффициенты.
- Тип структуры: Перовскит-GdFeO3.
- Рентгеновская дифракция на монокристалле.
2θ |
d-spacing (Å) |
I(f) |
( h k l) |
θ |
1/(2d) |
2π/d |
n^2 |
20.996 |
4.2278 |
0.9 |
( 1 0 1) |
10.498 |
0.1183 |
1.4862 |
|
24.001 |
3.7048 |
26.7 |
( 1 1 0) |
12.000 |
0.1350 |
1.6960 |
|
24.186 |
3.6769 |
16.3 |
( 0 0 2) |
12.093 |
0.1360 |
1.7088 |
|
26.925 |
3.3086 |
17.9 |
( 1 1 1) |
13.463 |
0.1511 |
1.8990 |
|
33.700 |
2.6574 |
20.9 |
( 0 2 0) |
16.850 |
0.1882 |
2.3644 |
|
34.334 |
2.6098 |
100.0 |
( 1 1 2) |
17.167 |
0.1916 |
2.4076 |
|
34.693 |
2.5836 |
24.3 |
( 2 0 0) |
17.347 |
0.1935 |
2.4320 |
|
35.903 |
2.4992 |
10.3 |
( 0 2 1) |
17.952 |
0.2001 |
2.5141 |
|
38.047 |
2.3632 |
0.4 |
( 1 2 0) |
19.024 |
0.2116 |
2.6588 |
|
38.721 |
2.3236 |
0.9 |
( 2 1 0) |
19.361 |
0.2152 |
2.7041 |
|
40.043 |
2.2499 |
0.7 |
( 1 2 1) |
20.022 |
0.2222 |
2.7927 |
|
40.690 |
2.2156 |
5.4 |
( 2 1 1) |
20.345 |
0.2257 |
2.8359 |
|
40.707 |
2.2147 |
2.1 |
( 1 0 3) |
20.354 |
0.2258 |
2.8371 |
|
41.912 |
2.1538 |
22.0 |
( 0 2 2) |
20.956 |
0.2321 |
2.9173 |
|
42.741 |
2.1139 |
26.1 |
( 2 0 2) |
21.370 |
0.2365 |
2.9723 |
|
44.271 |
2.0443 |
7.3 |
( 1 1 3) |
22.136 |
0.2446 |
3.0735 |
|
45.595 |
1.9880 |
1.9 |
( 1 2 2) |
22.797 |
0.2515 |
3.1606 |
|
46.178 |
1.9642 |
1.1 |
( 2 1 2) |
23.089 |
0.2546 |
3.1988 |
|
49.144 |
1.8524 |
31.5 |
( 2 2 0) |
24.572 |
0.2699 |
3.3919 |
|
49.542 |
1.8385 |
20.6 |
( 0 0 4) |
24.771 |
0.2720 |
3.4177 |
|
50.620 |
1.8018 |
6.8 |
( 0 2 3) |
25.310 |
0.2775 |
3.4872 |
|
50.786 |
1.7963 |
11.0 |
( 2 2 1) |
25.393 |
0.2784 |
3.4979 |
|
53.842 |
1.7013 |
0.7 |
( 1 2 3) |
26.921 |
0.2939 |
3.6931 |
|
54.359 |
1.6863 |
1.4 |
( 2 1 3) |
27.180 |
0.2965 |
3.7259 |
|
54.688 |
1.6770 |
<1 |
( 3 0 1) |
27.344 |
0.2982 |
3.7467 |
|
54.729 |
1.6758 |
<1 |
( 1 3 0) |
27.364 |
0.2984 |
3.7493 |
|
55.501 |
1.6543 |
2.6 |
( 2 2 2) |
27.751 |
0.3022 |
3.7980 |
|
55.776 |
1.6468 |
5.5 |
( 1 1 4) |
27.888 |
0.3036 |
3.8153 |
|
56.085 |
1.6385 |
3.2 |
( 3 1 0) |
28.043 |
0.3052 |
3.8348 |
|
56.255 |
1.6339 |
16.8 |
( 1 3 1) |
28.127 |
0.3060 |
3.8454 |
|
57.587 |
1.5993 |
2.6 |
( 3 1 1) |
28.794 |
0.3126 |
3.9288 |
|
60.681 |
1.5249 |
9.9 |
( 1 3 2) |
30.341 |
0.3279 |
4.1203 |
|
61.259 |
1.5119 |
9.6 |
( 0 2 4) |
30.630 |
0.3307 |
4.1558 |
|
61.894 |
1.4979 |
11.7 |
( 2 0 4) |
30.947 |
0.3338 |
4.1946 |
|
61.954 |
1.4966 |
24.4 |
( 3 1 2) |
30.977 |
0.3341 |
4.1983 |
|
62.828 |
1.4779 |
3.5 |
( 2 2 3) |
31.414 |
0.3383 |
4.2515 |
|
63.634 |
1.4611 |
0.2 |
( 2 3 0) |
31.817 |
0.3422 |
4.3004 |
|
64.126 |
1.4511 |
<1 |
( 1 2 4) |
32.063 |
0.3446 |
4.3301 |
|
64.410 |
1.4453 |
0.5 |
( 3 2 0) |
32.205 |
0.3459 |
4.3472 |
|
64.590 |
1.4417 |
<1 |
( 2 1 4) |
32.295 |
0.3468 |
4.3580 |
|
65.029 |
1.4331 |
0.3 |
( 2 3 1) |
32.515 |
0.3489 |
4.3844 |
|
65.797 |
1.4182 |
0.1 |
( 3 2 1) |
32.898 |
0.3526 |
4.4304 |
|
65.987 |
1.4146 |
0.4 |
( 1 0 5) |
32.993 |
0.3535 |
4.4418 |
|
66.267 |
1.4093 |
0.3 |
( 3 0 3) |
33.134 |
0.3548 |
4.4585 |
|
67.669 |
1.3834 |
8.1 |
( 1 3 3) |
33.835 |
0.3614 |
4.5417 |
|
68.596 |
1.3670 |
0.8 |
( 1 1 5) |
34.298 |
0.3658 |
4.5964 |
|
68.872 |
1.3622 |
0.4 |
( 3 1 3) |
34.436 |
0.3671 |
4.6126 |
|
69.125 |
1.3578 |
<1 |
( 2 3 2) |
34.563 |
0.3682 |
4.6274 |
|
69.870 |
1.3451 |
0.1 |
( 3 2 2) |
34.935 |
0.3717 |
4.6710 |
|
Tags: XRD отчет, рентгеновская дифракция, XRD кристаллических подложек