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成果名称 ---【 多功能X射线衍射仪 】

详细信息】
成果简介 低维材料是材料科学中活跃的前沿领域之一。不仅在物理性质上有丰富的研究内容,而且有着重要的应用。随着器件尺寸的缩小,层厚越来越薄,结构越来越复杂,物理效应越来越丰富,材料的微结构和微缺陷的影响也越来越重要。因此,研究低维材料的结构参数,表面、界面状态,微结构、微缺陷的引入,发展和控制及其对材料电性,磁性和光学等物理性质的影响是十分重要的。 为适应低维材料微结构和微缺陷分析的需要,目前X射线衍射仪的发展趋势是提高分辨率和增加新功能。也就是说,一台X射线衍射仪通过不同的组合,可作粉末衍射、双晶衍射、三轴晶衍射、镜面反射和漫散射等,成为一台多功能X射线衍射仪。PHILIPS公司和SIEMENS公司分别于95年和96年推出新一代多功能X射线衍射仪。在中科院计划财务局的支持下(中科院计字[1999]135号文件),我们把一台70年代国产的Y-2衍射仪改造升级成为二轴晶衍射仪,使它不仅可作粉末衍射,而且还能进行双晶衍射、镜面反射和漫散射等测量。Y-2型衍射仪是70年代的产品,只能手动操作做粉末衍射,不能对薄膜材料进行检测。本项目主要在扩展功能、自动控制及数据分析等方面升级改造。本项目无国内、国外产品可借鉴,技术路线上我们在原有X射线衍射仪上增加了晶体单色器,准直系统和多维样品台,并由手动测量实现计算机自动控制。 主要技术路线: 1、在原衍射仪上增加晶体单色器(包括单晶体单色器和槽型单色器)以及准直系统,使入射到样品的X射线单色化,同时也增加了一个轴,成为双轴衍射仪。 2、采用多维运动样品台使样品能沿X、Y和Z三个方向运动; 3、衍射仪自动控制,仪器操作、测量数据采集及处理改为由微机自动控制。 4、应用X射线衍射动力学理论对外延薄膜X射线谱进行理论分析;采用畸变波波恩理论,对漫散射谱进行理论分析;编写相关计算机程序。 由于受原Y-2型衍射仪技术参数限制,其机械部分技术指标: 1、分辨率:为0.0050 2、最小步长:0.0050 3、重复精度:0.010 4、系统误差:<2% 本项目成功地将一台70年代国产的Y-2衍射仪改造升级成为二轴晶衍射仪,是国内第一台自行研制的多功能X射线衍射仪。具有粉末衍射、双晶衍射、镜面反射和漫散射测量等功能。设备性能指标均达到原设计指标,衍射仪采用channel-cut单色器,计算机自动控制和数据采集以及实验曲线计算机模拟等先进技术,其中实验数据的理论分析和计算机模拟达到国际先进水平。其造价大大低于国外进口的同类产品。Y-2型衍射仪是70年代的产品,在国内有广泛的应用,但严重老化,本项目研制成功可为同类衍射仪的升级改造提供经验,可望推广。
完成机构 中国科学院物理研究所
关键词 X射线, 衍射仪, 研制
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