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    X射線晶體光譜儀的用途和工作原理介紹

    更新更新時間:2025-03-27 點擊次數:427
     X射線晶體光譜儀是一種利用X射線衍射原理分析材料晶體結構的精密儀器,在材料科學、化學、地質學等領域有廣泛應用。其核心用途包括:確定未知晶體的原子排列方式(如解析蛋白質結構)、鑒定物相組成(如區分礦物種類)、研究晶體缺陷與應力,以及精確測定晶格常數等參數。

    其工作原理基于布拉格定律():當單色X射線照射到晶體表面時,規則排列的原子層會作為三維衍射光柵。只有滿足布拉格條件的晶面(即入射角θ、晶面間距d與X射線波長λ符合公式)才會產生相干衍射,形成特定方向的光斑。儀器通過收集這些衍射信號,結合計算機分析衍射峰的位置與強度,可反推出晶體的空間群、原子坐標及鍵合方式。

    現代儀器通常由X射線源(如Cu靶材產生特征譜線)、測角儀(精確控制晶體與探測器的角度)、探測器(如CCD或半導體計數器)及數據處理系統組成。實驗時,樣品緩慢旋轉,探測器同步采集多維衍射數據,經傅里葉變換或Rietveld精修等算法,最終解析出三維結構模型。該技術不僅推動新藥研發中的靶點分析,還在半導體材料質量控制、地質年代測定等領域發揮關鍵作用,是連接微觀結構與宏觀性能的重要橋梁。

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