听上过X射线晶体学课程的说，他们一直在晶体学，根本还没讲到XRD，所以上完昨天晚上的表面物理课之后非常感动，说着可以把X射线的课退了。我虽然没选课，但是也很感动，其实内容都是以前学过的，但是第一次有老师把它串起来讲一遍，讲得也不错，算是上乘。

一、速成XRD

“0 写在开头”中说会推出一个慢成版，但是速成版我写着写着感觉已经没有必要了，我干脆在速成版之后，在这份专栏的后半部分加上一些有价值的内容。

下面奉上《XRD速成》！

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二、额外补充

补充一下《XRD速成》中提及的单晶、多晶和单分子衍射的一点实验结果举例。

1. 单晶：Scatter的是点状阵列；

2. 多晶：Scatter的是环状锥面；

3. 单分子：由DNA衍射的消光现象（结构单元必定至少两个，不然不可能消光）可以得到，DNA的双螺旋结构不是完全波峰对波谷的相当对称的结构，而是有一定平移的双螺旋结构，DNA双链波峰波谷间隔3.4埃，DNA单链波长34埃。

仪器组成大致如下：

p.s. 省略了X-ray tube和Detector的介绍，X-ray的发生和光强的测量应该是熟悉的。

1. 测角仪：把样品放在针尖，精密调整样品的角度，得到相当高精度的XRD角度数据；

2. 衍射仪：由辐射源、单色选择器、狭缝、样品还有探测接收器组成。

三、一些XRD技术和总结

一些XRD技术：

1. 粉末XRD衍射(XRPD)：用来检测，样品成分组成、定量成分分析、晶格常数确定、晶体结构测定、平均晶粒大小、晶体内部微应力、变温XRD(看结构-温度相变) ……优势在于，不损伤样品、不需要生长单晶、测试很快、样品量很少就行……；

2. 单晶XRD衍射(SCD)：用来确定，晶体结构、定晶向、结晶的整齐程度（单晶质量）；

3. 回反射劳厄法：用来确定单晶的晶向，光源是白光，晶体不需要动，白光相当于Ewald球半径动。单色变白光，相当于单晶变多晶；

4. 掠入射角衍射(GIXD)：光源是硬X射线，入射光和样品面成很小(<5°)的角度，目的是检测样品表面的几层原子的空间结构；

5. 小角度X射线散射(SAXS)：光源相当准直，样品和探测器的距离很远，所以能够测量很小(<6°)的角度，测量很小角度的目的在于检测更小的样品，即单分子那些样品，一般这些被检测的微结构尺度大约在200nm；

6. X射线反射率检测(XRR)：能够测量得到薄膜样品究竟有多少层，即精确测量厚度，不仅能得到厚度，还能得到样品密度得到样品层的粗糙程度；

7. X射线荧光测试(XRF)；

X-ray能干什么？不能干什么？

能获得：晶格常数、点阵对称性、样品多相成分、晶体结构、晶粒大小和微应力。

不能获得：元素种类。X-ray很难看到H原子所在位置，不过中子衍射可以看到氢原子。