马礼敦

(复旦大学, 上海 200433)

专题讲座

X射线粉末衍射的发展与应用
——纪念X射线粉末衍射发现一百年(续前)

马礼敦

(复旦大学, 上海 200433)

5 粉末衍射与电子晶体学的结合

前文已详述了使用粉末衍射进行物相鉴定和测定晶体结构的方法。但若样品为多相体系，要进行物相鉴定是有一定困难的，如含有未定相便无法进行物相鉴定；若待测结构的晶胞过大(如>1 nm)、晶胞内原子过多、颗粒过细或样品不纯等，要使用X射线粉末衍射(XRPD)来解晶体结构也是困难的。如果能辅以其他方法，则可以减少困难，电子晶体学则为辅助方法之一。电子晶体学是指高分辨透射电子显微成像(HRTEM)和电子衍射(ED)，它不仅可以辅助解晶体结构，提高粉末衍射解晶体结构的效率与准确性，还可以进行物相鉴定[1-2]。

5.1 XRPD与HRTEM的结合

众所周知，利用高分辨透射电子显微镜可以直接用薄晶体(≤5 nm)来观察原子，但是由于电子的散焦、像差、光束和晶体取向的失准、动力学散射等多种因素的影响，获得的是结构的畸变像，不能认为已经得到晶体结构。场发射电子枪(FEG)的发明大大提高了电子的相干性和亮度，对以上各问题有所克服，可以通过复杂的像处理来消除畸变，找回结构因子的振幅和相位，以获得晶体结构的投影。其可提供信息的分辨率已达到小于0.1 nm的水平，但是准确度仍然比较低。

已经知道，XRPD的衍射强度数据比ED的更准确，因此由XRPD测得的晶体结构比由ED测得的更准确。但在XRPD中各衍射线结构因子的相位是缺失的，寻找各结构因子的相位是用X射线衍射解晶体结构的关键。各……