半导体XRD研究所 黑龙江AlGaN材料XRD

半导体XRD测试——广东省科学院半导体研究所是广东省科学院下属骨干研究院所之一，主要聚焦半导体产业发展的应用技术研究，兼顾重大技术应用的基础研究，从事电子信息、半导体领域应用基础性、关键共性技术研究，以及行业应用技术开发。

快速了解纸状xrd样品制备

对于样品的准备工作，必须有足够的重视。常常由于急于要看到衍射图，或舍不得花必要的功夫而马虎地准备样品，这样常会给实验数据带入显著的误差甚至无法解释，造成混乱。

　　准备衍射仪用的样品试片一般包括两个步骤：

　　首先，需把样品研磨成适合衍射实验用的粉末；

　　然后，把样品粉末制成有一个十分平整平面的试片。

　　整个过程以及之后安装试片、记录衍射谱图的整个过程，都不允许样品的组成及其物理化学性质有所变化。确保采样的代表性和样品成分的可靠性，衍射数据才有意义。

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X射线衍射

　　X射线衍射作为一电磁波投射到晶体中时，会受到晶体中原子的散射，AlGaN材料XRD哪里有，而散射波就像从原子中心发出，每个原子中心发出的散射波类似于源球面波。由于原子在晶体中是周期排列的，这些散射球波之间存在固定的相位关系，会导致在某些散射方向的球面波相互加强，黑龙江AlGaN材料XRD，而在某些方向上相互抵消，从而出现衍射现象。

　　每种晶体内部的原子排列方式是，因此对应的衍射花样是，类似于人的指纹，因此可以进行物相分析。其中，衍射花样中衍射线的分布规律是由晶胞的大小、形状和位向决定。衍射线的强度是由原子的种类和它们在晶胞中的位置决定。

XRD原理常见疑难问答

　　（1）在做X射线衍射时，如果选用不同的阳极靶材，AlGaN材料XRD哪家好，例如用铜靶或者钴靶，得到的衍射谱图会一样吗？如果不同的话，峰的位置和强度有啥变化吗？有规律吗？

　　不同的靶，其X射线特征波长不同，根据布拉格方程2dsinθ=nλ，某一间距为d的晶面族其衍射角将不同， 各间距值的晶面族的衍射角将表现出有规律的改变。因此，使用不同靶材的X射线管所得到的衍射图上的衍射峰的位置是不相同的，衍射峰位置的变化是有规律的。（每种晶体结构的晶面间距d是固定的，与何种靶材X射线管无关）

　　衍射图上衍射峰间的相对强度主要决定于晶体的结构，但是由于样品的吸收性质也和入射线的波长有关。因此同一样品用不同靶所取得的图谱上衍射峰间的相对强度会稍有差别，与靶材有关。

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X射线衍射技术(XRD技术)在电池领域的应用

原位XRD技术研究材料在不同电压下的相变

　　原位XRD技术是分析正负极材料相变变化的有力工具。实验中我们采用NCM材料做阴极，用石墨做阳极材料，做成电芯进行原位XRD测试，将电芯逐渐从3.0V充电到4.5V，每隔一段电压扫描一次。XRD测试采用Malvern Panalytical公司生产的X Pert PRO X射线衍射仪，实验结果如下图所示：

　　从图二图三可以看出，随着充电电压的升高，正极材料NCM的（003）峰开始向低角度偏移，此时NCM的（003）晶面间距增大，即c轴变大，当电压达到4.0V时达到低值，随后随电压升高又向高角度偏移；与之相对应，（110）峰随电压升高向高角度偏移，中间没有反弹趋势，说明（110）晶面间距减小，对应着a轴一直变小。当电压大于4.4V后，003峰峰强变低，并开始宽化，说明此时晶体结构开始严重变形，晶胞中原子不能很好的规整排列，达到材料极限承受电压。

　　另外，材料充放电过程中的结构稳定性及相变过程对其电化学性能，特别是循环稳定性有着重要影响。通过分析可得到晶胞参数在充放电过程中的变化图，从而评估不同的正极材料引起的锂离子电池体积膨胀，为锂离子电池的安全研究、材料选取提供可行数据和分析手段。

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