X射线基础重点.pptVIP

X射线的衰减 从荧光X射线的产生机理，可以解释上图中的吸收突变。当入射波长非常短时，它能够打出K电子，形成K吸收。但因其波长太短，K电子不易吸收这样的光子能量，因此衰减系数小。 随着波长的逐渐增加，K电子也越来越容易吸收这样的光子能量，因此衰减系数也逐渐增大，直到K吸收限波长为止。 如果入射X射线的波长比λK稍大一点，此时入射光子的能量已无法打出K电子，不产生K吸收。而对L层电子来说，入射光子的能量又过大，也不易被吸收，因此，入射X射线的波长比λK稍大一点时，衰减系数有最小值。同理，可以解释K吸收限至L吸收限之间曲线的变化规律。 X射线的衰减小结 宏观表现 强度衰减与穿过物质的质量和厚度有关 是X射线透射学的基础 这就是质厚衬度 微观机制 散射和吸收消耗了入射线的能量 这与吸波原理是一样的 吸收限的应用 ---X射线滤波片的选择 在一些衍射分析工作中，我们只希望是kα辐射的衍射线条，但X射线管中发出的X射线，除kα辐射外，还含有Kβ辐射和连续谱，它们会使衍射花样复杂化。 获得单色光的方法之一是在X射线出射的路径上放置一定厚度的滤波片，可以简便地将Kβ和连续谱衰减到可以忽略的程度。 滤波片的选择规则 1： Z靶＜40时，Z滤＝Z靶-1； 2： Z靶＞40时，Z滤＝Z靶-2 吸收限的应用 ---阳极靶材料的选择 在X射线衍射晶体结构分析工作中，我们不希望入射的X射线激发出样品的大量荧光辐射。大量的荧光辐射会增加衍射花样的背底，使图象不清晰。避免出现大量荧光辐射的原则就是选择入射X射线的波长，使其不被样品强烈吸收，也就是选择阳极靶材料，让靶材产生的特征X射线波长偏离样品的吸收限。 根据样品成分选择靶材的原则是： Z靶≤Z样-1；或Z靶Z样。 对于多元素的样品，原则上是以含量较多的几种元素中最轻的元素为基准来选择靶材。 X射线技术及应用 X射线衍射（XRD） EXAFS，XANES X射线形貌（XRT） X射线成像（XRI） X射线小角散射（XRS） X射线光刻（XRL） X射线荧光（XRF） X射线衍射（XRD） ?=2dsin? 聚合物材料的X射线衍射 扩展的X射线吸收边（EXAFS） XANES：30 – 40eV 光电子多重散射 EXAFS：大于40eV 光电子/散射波干涉 X射线形貌 （白光形貌和双晶形貌） X射线成像 层析术（吸收） 显微术（吸收） 全息术（衍射） 减法造影（吸收） 其它 显微图 兔耳造影 (注入BaFBr） X射线小角散射 X射线光刻 X-ray 掩膜（mask） X-ray抗蚀剂（resist） X-ray光刻机（stepper） LIGA技术 SR-X射线光刻装置（SR-XRL） X射线光刻机（Stepper） 掩膜 抗蚀剂图形 LIGA技术应用 微静电电机 X射线荧光 ?极地植物可做为全球污染指数的稳定的指示样品 Ca/K 重元素 总结 本章主要讲述三个问题: 1.X射线的性质,本质和X射线的产生 2.X射线谱---连续谱,特征谱 3.X射线与物质的相互作用 总结 关于X射线的性质,本质和X射线的产生 1.了解X射线有哪些性质! 2.X射线的本质是电磁波,具有波粒二相性. 3.X射线的产生定义:高速运动的粒子遇阻嘎然停止,其能量可以X射线形式释放. 4.X射线管结构与工作原理 总结 关于X射线谱---连续谱,特征谱 1.连续谱产生机理的二种解释(经典,量子),什么是短波限? 2.特征谱产生机制?特征谱的命名方法, 什么是临界电压?什么是激发电压?什么是激发限? 总结 关于X射线与物质的相互作用 1.宏观效应----X射线强度衰减 2.微观机制----X射线被散射,吸收 (1)散射---相干散射,康谱顿散射 (2)吸收---产生光电子,二次荧光,俄歇电子 (3)什么是吸收限?如何选择滤波片,靶? * X- 射线的本质是一种电磁波，它具有波粒二象性。 波动性：X- 射线以一定的频率和波长在空间传播，在传播过程中能发生干涉、衍射现象。 粒子性：X- 射线是由大量以光速运动的粒子（光量子）组成的粒子流，具有一定的质量、动量和能量. 波动性与粒子性的联系: * X- 射线的其它性质： 1. 具有很强的穿透物质的能力，X- 射线穿过物质时可被偏振化，可被吸收而使其强度衰减；经过电场和磁场时不发生偏转；能使空气和其它气体电离；能激发荧光效应，使照像底片感光；能杀死生物细胞与组织。 2. X- 射线的波长范围为10~0.001nm ；用于晶体结构分析的 X- 射线波长为0.25~0.05nm ；用于材料探伤的 X- 射线波长0.1~0.005nm 。 一般波长短的 X- 射线称为硬