X射线衍射动力学：理论与应用

目录

序

前言

第1篇 X射线衍射动力学理论（1.6章 ）

第1章 X射线衍射动力学理论发展的简单回顾 3

1.1 引言 3

1.2 X射线衍射运动学与动力学理论概述 5

1.2.1 X射线衍射运动学理论概述 5

1.2.2 X射线衍射动力学理论概述 6

参考文献 8

第2章 完美晶体X射线衍射动力学理论I——平面波近似 10

2.1 晶体中周期性复数介质常数 10

2.1.1 均匀介质的色散公式 10

2.1.2 原子周期性分布的色散公式 11

2.1.3 有吸收情况下的色散公式 12

2.2 晶体内的波动方程 13

2.3 双光束近似 16

2.4 色散面 19

2.5 入射边界条件 24

2.6 晶体内波场振幅 27

2.6.1 晶体内任意一点的波场振幅 27

2.6.2 入射角与严格布拉格角偏离对波场振幅的影响 30

2.6.3 波场振幅的边界条件 31

2.7 能流方向和坡印亭矢量 32

2.8 吸收 35

2.9 从晶体中出射波场的边界条件 37

2.10 出射波场 39

2.10.1 出射束的透射系数T和反射系数 R 39

2.10.2 出射束强度沿出射面的分布 42

2.10.3 摇摆曲线 44

2.10.4 积分强度 47

2.11 平面波理论的局限性 48

参考文献 49

第3章 完美晶体X射线衍射动力学理论II——球面波近似 50

3.1 球面波入射的双光束近似及其在透明平行表面与楔形晶体中的散射 50

3.2 有吸收晶体 66

3.2.1 薄片平行晶体 69

3.2.2 厚平行晶体 70

参考文献 72

第4章 畸变晶体X射线衍射动力学理论 73

4.1 引言 73

4.2 晶体中的调制波 74

4.3 高木方程 75

4.4 高木方程的Taupin形式 79

参考文献 81

第5章 近完美晶体X射线衍射统计动力学理论 83

5.1 引言 83

5.2 基本方程 83

5.3 无限窄入射光束在晶体中激发的波场 88

5.4 应用实例 91

5.4.1 外延薄膜嵌镶结构的测定 91

5.4.2 晶体中颗粒物的测定 94

参考文献 97

第6章 X射线多光束衍射动力学理论 99

6.1 引言 99

6.2 多光束衍射几何 99

6.2.1 三光束衍射几何 99

6.2.2 立方晶系背反射中的多光束衍射 101

6.3 多光束衍射动力学理论和计算 102

6.3.1 晶体内外的电磁波矢量 102

6.3.2 晶体内的本征态电磁波 105

6.3.3 边界条件 107

6.4 多光束衍射动力学计算例子 110

6.4.1 主衍射是消光衍射的迂回衍射 110

6.4.2 立方晶系晶体的连续多光束衍射入射平面 114

6.4.3 四光束衍射对应的面内衍射 119

参考文献 121

第2篇 X射线动力学衍射现象（7.10章 ）

第7章 异常透射 125

7.1 异常透射现象 125

7.2 完美晶体内波场强度 126

7.3 应变晶体内波场强度 128

7.3.1 定量计算 129

参考文献 131

第8章 Pendellosung干涉条纹 132

8.1 劳厄型 Pendellosung干涉条纹 132

8.1.1 Pendellosung干涉条纹的间距 136

8.1.2 Pendellosung干涉条纹的绝对位置 137

8.1.3 X射线偏振的影响——消衰现象 138

8.2 布拉格型 Pendellosung干涉条纹 139

8.2.1 布拉格型 Pendellosung干涉条纹的定义 139

8.2.2 Uragami 实验的质疑 139

8.2.3 反射型 Pendellosung干涉条纹新的实验 143

参考文献 146

第9章 Borrmann-Lehmann干涉现象 148

9.1 引言 148

9.2 晶体波场的球面波解 149

9.2.1 Laue情况下的波场表达式 150

9.2.2 晶体边缘的反射和透射 154

9.3 吸收效应 158

9.4 波场强度与 B-L 干涉条纹图样 159

9.4.1 波场强度表达式 160

9.4.2 Pendellosung干涉条纹和Borrmann-Lehmann干涉条纹间距表达式 161

9.4.3 强度分布曲线计算 166

9.4.4 不同吸收情况Borrmann扇形内X射线波场强度分布 167

9.5 Borrmann-Lehmann干涉条纹的计算机模拟 169

9.6 小结 171

参考文献 171

第10章 其他衍射动力学效应 172

10.1 X射线偏振的影响——消衰现象 172

10.2 边缘效应 175

10.3 初级消光、次级消光 176

10.3.1 初级消光 177

10.3.2 次级消光 177

10.3.3 初级消光、次级消光与其他消光的区别 178

10.3.4 按消光效应分类晶体 178

参考文献 179

第3篇 X射线衍射动力学理论应用（11.15章 ）

第11章 外延薄膜和多层膜微结构表征 183

11.1 引言 183

11.2 薄膜双轴晶衍射摇摆曲线的理论计算 184

11.2.1 布拉格几何晶体内波场振幅 184

11.2.2 无吸收晶体的反射率 185

11.2.3 有吸收晶体的反射率 186

11.2.4 双轴晶衍射摇摆曲线的理论计算 187

11.3 多层膜结构材料反射率的X射线衍射动力学理论计算 188

11.3.1 概述 188

11.3.2 外延材料反射率的X射线衍射动力学理论解 189

11.3.3 迭代公式中参数的计算 192

11.4 应变弛豫超晶格的X射线双轴晶摇摆曲线计算 197

11.4.1 弛豫机制与应变分布 197

11.5 影响X射线双轴晶摇摆曲线的因素 199

11.5.1 X射线偏振态的影响 200

11.5.2 外延膜与衬底取向差的影响 201

11.5.3 晶体表面偏角的影响 202

11.5.4 晶格失配对衍射峰形的展宽 205

11.5.5 薄膜界面粗糙的影响 205

11.5.6 薄膜成分梯度的影响 208

11.6 应用实例 209

11.6.1 薄膜层厚 209

11.6.2 外延膜晶格参数，成分 213

11.6.3 应变弛豫 215

参考文献 221

第12章 X射线谱仪——单色器和分析器的原理和设计 223

12.1 单晶衍射计算和 DuMond 图 223

12.2 单晶和双晶单色器 227

12.2.1 单晶单色器 227

12.2.2 双晶单色器 229

12.3 四晶单色器 234

12.3.1 四晶 Bartels单色器 234

12.3.2 嵌套切槽单色器 237

12.3.3 四晶色散型超高分辨单色器 239

12.4 X射线光谱分析器 241

12.4.1 von Hamos分析器 242

12.4.2 高分辨近背反射球状分析器 243

参考文献 245

第13章 Pendellosung Frings用于晶体结构精确测量 246

13.1 应用 Pendellosung干涉条纹测定晶体结构因子 246

13.1.1 X射线截面形貌图 246

13.1.2 X射线透射扫描形貌图 248

13.1.3 实验结果 250

13.1.4 Pendellosung干涉条纹测量方法的误差分析 250

13.2 Pendellosung干涉条纹结合干涉仪条纹测定晶体结构因子 254

参考文献 255

第14章 X射线形貌技术 257

14.1 引言 257

14.2 X射线形貌实验技术 257

14.2.1 X射线形貌术定义和分类 257

14.2.2 柏尔格{白瑞特反射形貌术 258

14.2.3 X射线透射形貌术（Lang 透射形貌术） 260

14.2.4 X射线双轴晶形貌术 266

14.2.5 X射线异常透射形貌术 269

14.3 X射线衍衬成像理论 270

14.3.1 X射线与电子射线衍衬像的区别 270

14.3.2 X射线形貌术衍衬像形成原理 271

14.3.3 完美晶体的X射线成像衍衬分析 272

14.4 X射线形貌像分辨率 287

14.4.1 X射线源的大小和波长发散度的影响 287

14.4.2 探测器的影响 289

参考文献 292

第15章 同步辐射光源的应用 293

15.1 同步辐射光源 293

15.2 同步辐射X射线形貌术 297

15.2.1 白光透射形貌术 297

15.2.2 单色光形貌术 300

15.2.3 同步辐射截面形貌术测定晶体中微包裹物 301

15.3 X射线干涉仪 305

15.3.1 X射线干涉仪的原理 305

15.3.2 晶体缺陷的研究 308

15.3.3 晶体晶格参数的绝对测量 309

15.4 X射线驻波 310

15.4.1 X射线驻波产生的原理 311

15.4.2 X射线驻波实验的设计 312

参考文献 313

后记 314

《现代物理基础丛书》已出版书目 316