[科普中国]-动力学衍射区

动力学衍射区是指满足布拉格(Bragg)定律的晶体部分参与衍射，衍射角θ宽约10-5弧度，称为动力学衍射区。

简介动力学衍射区是指满足布拉格(Bragg)定律的晶体部分参与衍射，衍射角θ宽约10-5弧度，称为动力学衍射区1。

形成原理X射线形貌术X-ray topography根据X射线在晶体中衍射衬度变化和消像规律，检查晶体材料及器件表面和内部微观结构缺陷的一种方法。它属于非破坏性检验，具有样品制备方便、实验重复性好，能决定缺陷的性质等优点，广泛应用于晶体材料和外延薄膜材料结完美性的研究。主要设备为X射线形貌相机，它包括:X射线源、准直光栏系统、可调节的样品台和探测记录系统四部分。根据不同的X射线源、样品放置和实验安排，X射线形貌术可分为:反射形貌术、透射形貌术、双晶形貌术、异常透射形貌术和同步辐射源X射线形貌术。当X射线入射到完美晶体内，其入射波与衍射波相互作用，产生初级消光。只有满足布拉格(Bragg)定律的晶体部分参与衍射，衍射角宽约弧度，称为动力学衍射区。如果晶体存在缺陷，规则的晶体点阵排列受到破坏，在缺陷周围区域的点阵面间距或取向会发生变化，使得动力学衍射条件被破坏而出现了运动学衍射区并产生缺陷衍衬X射线形貌图中衍射衬度主要反映晶体内的取向衬度和消光衬度。取向衬度是由于晶体内存在点阵取向差，以致某些区域不满足布拉格条件而出现衬度的变化，可由X射线衍射运动学理论导出。消光衬度是由于点阵排列畸变引起的衍射衬度的改变，可由X射线衍射动力学理论导出。X射线形貌术检验的样品为块状晶体或外延薄膜晶体材料，表面无加工损伤。其厚度受样品对X射线吸收限制，一般为几百微米至几毫米2。

相关概念（1）动力学衍射理论，X射线分析的新发展，金属X射线分析由于设备和技术的普及已逐步变成金属研究和有机材料，纳米材料测试的常规方法。早期多用照相法，这种方法费时较长，强度测量的精确度低医`学教育网搜集整理。50年代初问世的计数器衍射仪法具有快速、强度测量准确，并可配备计算机控制等优点，已经得到广泛的应用。但使用单色器的照相法在微量样品和探索未知新相的分析中仍有自己的特色。从70年代以来，随着高强度X射线源（包括超高强度的旋转阳极X射线发生器、电子同步加速辐射，高压脉冲X射线源）和高灵敏度探测器的出现以及电子计算机分析的应用，使金属X射线学获得新的推动力。这些新技术的结合，不仅大大加快分析速度，提高精度，而且可以进行瞬时的动态观察以及对更为微弱或精细效应的研究。

（2）运动学理论，按照运动学理论，衍射强度的计算极为简便，可将透过晶体的入射束强度视为不变，单纯地叠加各体元中物质对衍射的贡献。由于在通常实验条件下小晶体的X 射线衍射强度甚小，运动学理论不失为一种良好的近似。在晶体结构分析中应用的衍射理论多半局限于运动学理论的范畴。

（3）衍射diffraction是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。在经典物理学中，波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后会发生不同程度的弯散传播。假设将一个障碍物置放在光源和观察屏之间，则会有光亮区域与阴晦区域出现于观察屏，而且这些区域的边界并不锐利，是一种明暗相间的复杂图样。这现象称为衍射，当波在其传播路径上遇到障碍物时，都有可能发生这种现象3。

本词条内容贡献者为:

杨明 - 副教授 - 西南大学