第1章 X射线晶体学基础.ppt

X射线衍射学基础教材和参考书:

1李树棠，晶体X射线衍射学基础，北京：冶金工业出版社，1990.
2黄胜涛主编，固体X射线学（一），北京：高等教育出版社，1985.
3王英华，X光衍射技术基础，北京：原子能出版社，1987.
4B.D.Cullity,S.R.Stock,ElementsofX-rayDiffraction,UpperSaddleRiver,NJ:PrenticeHall,2001.授课内容:
几何晶体学概述
X射线的产生和性质
X射线衍射的几何理论
X射线衍射强度的运动学理论
X射线衍射技术应用概述X射线（伦琴射线）：1895年11月，德国物理学家，伦琴教授（W.C.Röntgen)材料：人们最关心的是什么？性能：与哪些因素有关？结构：有哪些检测分析技术？物质的性质、材料的性能决定于它们的组成和微观结构。
如果你有一双X射线的眼睛，就能把物质的微观结构看个清清楚楚明明白白！
X射线衍射将会有助于你探究为何成份相同的材料，其性能有时会差异极大.
X射线衍射将会有助于你找到获得预想性能的途径。与X射线及晶体衍射有关的部分诺贝尔奖获得者名单第一章几何晶体学概述均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。
各向异性：晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。
固定熔点：晶体具有周期性结构，熔化时，各部分需要同样的温度。
规则外形：理想环境中生长的晶体应为凸多边形。
对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。刚玉(AI2O3)2.晶体结构与空间点阵-A（术语回顾）2.晶体结构与空间点阵-Bcrystalstructure=lattice+basisThe14possibleBRAVAISLATTICES{notethatspheresinthispicturerepresentlatticepoints,notatoms!}7crystalClasses2.晶体结构与空间点阵-D点阵类型◆底心点阵，C
除八个顶点上有阵点外，两个相对的面心上有阵点，面心上的阵点为两个相邻的平行六面体所共有。因此，每个阵胞占有两个阵点。阵点坐标为000，1/21/20◆体心点阵，I
除8个顶点外，体心上还有一个阵点，因此，每个阵胞含有两个阵点，000，1/21/21/2
◆面心点阵。F
除8个顶点外，每个面心上有一个阵点，每个阵胞上有4个阵点，其坐标分别为000，1/21/20，1/201/2，01/21/2晶向指数和密勒指数已知平面上三点坐标(x1,y1,z1),(x2,y2,z2),(x3,y3,z3),则该平面的面指数(hkl)为:点阵的对称—点群、空间群（本科略）3.倒易点阵（reciprocallattice）正点阵基矢量：
倒易点阵基矢量：倒易矢量（倒格矢）：6）9）倒易空间是一种傅里叶变换空间，还可以看作是衍射振幅（或强度）空间。
晶体对X射线的衍射是一种傅里叶变换，把正空间的电子密度变换为倒易空间的衍射强度。
电子衍射和中子衍射也是如此。
阿贝成像理论用倒易矢量推导晶面间距和晶面夹角的计算公式晶面间距计算公式：晶面夹角计算公式倒易点阵与正点阵的指数变换同样有:
Ha·aa·ba·cu
K＝b·ab·bb·cv
Lc·ac·bc·cw

即当晶向指数[uvw]已知时，可用上式求与该晶向垂直的晶面指数（HKL）3.2晶带晶带的定义晶带定律晶带定律的应用
已知两个不平行的晶向，可以求出过这两个晶向的晶面；
已知一个晶面及其面上的任一晶向，可求出在该面上与该晶向垂直的另一晶向；
已知一晶面及其在面上的任一晶向，可求出过该晶向且垂直于该晶面的另一晶面。
利用晶带定律构造倒易点阵平面
倒易点阵平面上的任一倒易点阵对应的晶面属于同一晶带[uvw]1-1Thelatticeconstantofmaterialwithhexagonalsystemisa=2.5Å,drawthe0-threciprocalplane(0001)0*andspecifythelengthunit.
1-2Bymeansofreciprocallattice,showthat(hkl)isperpendicularto[hkl]inthecubicsystem.Notethatthisisnotthecaseforothersystem.
1-3Dothefollowingplanesallbelongtothesamezone:?Ifso,whatisthezoneaxis?Givetheindicesofanyotherplanebelongingtothiszone.1-4Theprimitivetranslationvectorsofthehexagonalspacelatticemaybetakenas: