DeutschesFachbuch.de : Moderne Röntgenbeugung Röntgendiffraktometrie für Materialwissenschaftler, Physiker und Chemiker Von Lothar Spieß, Robert Schwarzer, Herfried Behnken, Gerd Teichert

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Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
2 Erzeugung und Eigenschaften von Röntgenstrahlung 5
2.1 Erzeugung von Röntgenstrahlung 5
2.2 Das Röntgenspektrum 7
2.2.1 Das Bremsspektrum 8
2.2.2 Das charakteristische Spektrum .10
2.2.3 Optimierung der Wahl der Betriebsparameter 16
2.3 Wechselwirkung mit Materie 19
2.4 Filterung von Röntgenstrahlung 24
2.5 Detektion von Röntgenstrahlung 27
2.6 Energie des Röntgenspektrums und Strahlenschutzaspekte 30
2.6.1 Quantifizierung der Strahlung 30
2.6.2 Gefährdungspotential von Röntgenquellen 32
2.6.3 Regeln beim Umgang mit Röntgenstrahlern 39
3 Beugung von Röntgenstrahlung 41
3.1 Grundlagen der Kristallographie und des reziproken Gitters 41
3.1.1 Die Kristallstruktur und seine Darstellung 41
3.1.2 Bezeichnung von Punkten, Geraden und Ebenen im Kristall 46
3.1.3 Netzebenenabstand dhkl 48
3.1.4 Symmetrieoperationen 49
3.1.5 Kombination von Symmetrieelementen 52
3.1.6 LAUE-Klassen 54
3.1.7 Kristallsysteme 54
3.1.8 Hexagonales Kristallsystem 57
3.1.9 Trigonales Kristallsystem 58
3.1.10 Reziprokes Gitter 58
3.1.11 Packungsdichte in der Elementarzelle - Das Prinzip der Kugelpackung 62
3.1.12 Aperiodische Kristalle 64
3.2 Kinematische Beugungstheorie 65
3.2.1 Die elastische Streuung von Röntgenstrahlen am Elektron - THOMSON-Streuun...
3.2.2 Streuung der Röntgenstrahlen an Materie 68
3.2.3 Streubeitrag der Elektronenhülle eines Atoms - Atomformfaktor fa 69
3.2.4 Thermische Schwingungen 71
3.2.5 Streubeitrag einer Elementarzelle 72
3.2.6 Beugung der Röntgenstrahlen am Kristall 73
3.2.7 Schärfe der Beugungsbedingungen 75
3.2.8 Eindringtiefe der Röntgenstrahlung 78
3.2.9 Integrale Intensität der gebeugten Strahlung 79
3.2.10 Strukturfaktor - Kristallsymmetrie - Auslöschungsregeln 81
3.3 Geometrische Veranschaulichung der Beugungsbedingungen 89
3.3.1 LAUE-Gleichung 89
3.3.2 BRAGGsche-Gleichung 90
3.3.3 EWALD-Konstruktion 91
4 Hardware für die Röntgenbeugung 95
4.1 Strahlerzeuger 96
4.1.1 Röntgenröhren und Generatoren 96
4.1.2 Mikrofokusröhren 100
4.1.3 Synchrotron- und Neutronenstrahlquellen 101
4.2 Monochromatisierung der Strahlung und ausgewählte Monochromatoren 104
4.2.1 Monochromatisierung auf rechnerischem Weg - RACHINGER-Trennung 104
4.2.2 Einkristall-Monochromatoren 109
4.2.3 Multilayer-Sandwichschichtsysteme 114
4.3 Strahlformer 118
4.3.1 Blenden und SOLLER-Kollimatoren 118
4.3.2 Strahlformer unter Einsatz von Kristallen 123
4.4 Glasfaseroptiken 123
4.5 Detektoren 126
4.5.1 Punktdetektoren 128
4.5.2 Lineare Detektoren 134
4.5.3 Flächendetektoren 138
4.5.4 Energiedispersive Detektoren 142
4.5.5 Zählstatistik 144
4.6 Goniometer 148
4.7 Probenhalter 151
4.8 Besonderes Zubehör 153
5 Methoden der Röntgenbeugung 155
5.1 Fokussierende Geometrie 157
5.1.1 BRAGG-BRENTANO-Anordnung 157
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Stichwortverzeichnis
Symbole
Ω-Diffraktometer, 359
Ψ-Diffraktometer, 359
χ-Sean, 446, 452
κ-Diffraktometer, 150, 216, 399
2 D-XRD, 184, 204
0-Scan, 445, 452
φ-Aufspaltung, 342
d 0-Gradient, 374
(h k l)-[u v w] -Vorzugsorientierung, 427
AVOGADRO- Konstante, 461
BARKHAUSEN-Rauschen, 309
BLOCH- Wand, 309
BoHRscher Radius, 12, 461
BRAVAIS-Gitter, 43, 183, 259
- kfz oder fcc, 63
- krz oder bcc, 63
- p oder sc, 63
BUERGERsches Präzessionsverfahren, 215
DEBYE-WALLER-Faktor, 72
DIRAC-Impuls, 76
DÖLLE-HAUK-Methode, 344
EULER-Raum, 423
EULER- Wiege, 150, 201, 396, 413, 446, 454
EWALD-Konstruktion, 91, 93, 94, 179, 213, 476, 478
FINK-Index, 222
FOURIER- Koeffizienten, 62, 281, 282
GöBEL-Spiegel siehe Monochromator
- Multilayerspiegel, 114
GRAY, 30
HANAWALT-Index, 220
HERMANN-MAUGIN, 50
HERTZscher Dipol, 66, 102
KiKUCHi-Diagramm, 386
Kossel-Diagramm, 386, 513
KRONECKER-Symbol, 419
- LAUE
- Durchstrahlverfahren, 210
- Rückstrahlverfahren, 210
LINDEL-Formel, 33
MILLER-BRAVAIS-Indizees, 57
MILLER- Indizes, 47, 48, 182, 221, 257, 262, 306, 534, 536
RACHINGER-Trennung, 170
RAMAN-Spektroskopie, 310
RENNINGER-Effekt, 88
RIETVELD-Methode, 118, 240, 248, 251, 253, 296, 303
SlEVERT, 31
SOLLER-Kollimator, 120, 135, 174
SOLLER-Spalt, 186, 191
VOIGTSche Indizierung, 315
WuLFFsches Netz, 51
ÂNGSTR 0 M, 15, 220, 227, 229
(hkl)-[uvw]-Darstellung, 420
AAbbremsprozess, 7, 8
Abschirmung
- Blei, 22
- Kunststoff, 22
Absorptionsfilter, 24
Absorptionskante, 11, 14, 26, 71, 301
Absorptionskorrektur, 399
Abtragskorrektur, 377
ADC-Methode, 429
Analog-Digital-Wandler, 142
Anglasung, 97
Anisotropie, 41, 383, 436
- elastische, 319
- plastische, 375
- relative, 319
Anode, 12, 97
Anordnung
- BRAGG- BRENTANO, 233, 240, 291, 448
- DEBYE-SCHERRER, 383
- Atom, 258
- Beugung, 239, 292
- Diffraktometer, 358
- Gerät, 277
- Kapillar, 202
- Parallelstrahl, 238, 454
- streifender Einfall, 239
Apertur, 124
Asbest, 189
Asymmetrie, 273
Atomformamplitude, 70
Atomkoordinaten, 295
Atomlagen, 295
Atommodell, 10
Auflösungsvermögen, 110
Auflösungszeit, 129, 130, 132
Auslöschungsregel, 81, 84, 113, 263, 296, 504
Austenit, 254
Austrittsarbeit, 6, 8, 384
Avelanche-Fotodiode, 132
BBasisgrenzwert, 522
Bauartzulassung, 40
Bereich
- kohärent streuend, 66, 208, 219, 272, 273, 276, 278, 279, 293, 457, 459
Beryllium, 9, 127
Beugung, 66, 73
- EWALD, 66
- asymmetrische, 240, 292, 359, 478, 485
- dynamische, 66
- Einkristall, 123
- Gitter, 41
- kinematische, 62, 66, 392, 485
- klassisch, 5, 157
- Reflex, 93
- Schärfe, 75
- zweidimensionale, 204
Beugungsbedingung, 75, 91, 92, 158, 174, 179, 186, 195, 292, 393, 445, 454, 520
Beugungsspektrum, 499
Bewegung
- euzentrisch, 150
- translatorisch, 210
Bindung
- Abstand, 257
- Energie, 12, 20, 71
- kovalent, 319
- Kraft, 72
- Metall, 62
- van der WAALS, 319
BKD, 386, 503
Bleigleichwert, 35
Blende, 118
- Apertur, 104, 119, 121, 161, 360, 400, 405, 433
- Detektor, 119, 160, 227, 444
- Divergenz, 76, 159, 160, 173, 176, 227, 286, 292, 533
- Doppelloch, 125
- Eintritts, 160
- Loch, 124, 164, 447, 470
-Parallelstrahl, 119, 186
- probennahe Divergenz- 160
-Schlitz, 119, 405
- Streustrahl, 121, 160
Bohrlochverfahren, 307
Brechungsindex, 460
Brechzahl, 124, 459
Brennfleck, 7, 34, 110, 111
Brillianz, 101, 118, 123
CCäsium-Antimon, 131
Calcit, 189, 200, 532, 533
CCD, 101, 137, 139, 407
- optische Kamera, 101, 154
Cerodur, 117
Channel-Cut, 113, 190, 475
Chemische Dampfablagerung-CVD, 270, 472
COM, 386, 437
Computertomographie, 1
cps-counts per second, 162
DDatei
- CCDC, 223
DIF, 229
- FIZ, 223
- ICSD, 222
- MPDS, 223
- NIST, 223
- PDF, 2, 220, 224, 232
- PDF-4, 223
deBROGLIE-Welenlänge, 6, 386
Dehnung
- elastische, 314
- Normal- 313
- plastische, 314
- Scher- 313
Detektor, 126, 405
- GEIGER-MÜLLER, 29
- Auslösezähler, 128
- Avelanche-Fotodiode (APD), 133
- Bildplatte, 140, 407, 516 -CCD, 137
- energiedispersiv, 128, 142, 407
- Film, 28
- Film-Folie, 28
- Flächen, 138, 381, 407
- GADDS, 138-140
- GEM, 139
- Halbleiter, 132, 136, 406
- Image Plate, 140
- Ionisationskammer, 128 -Linien, 135
- Mikrostreifen, 135
- Mikrostreifenhalbleiter (MSHL), 138
- ortsempfindlicher (PSD), 135, 153, 202, 397
- PPAC, 135
- Proportionalzähler, 128
- Punkt, 128, 133, 157, 168, 202
- Silizium(Li), 143
- Szintillator, 131, 405
Detriment, 32
Diffraktogramm, 2, 99, 147, 151, 153, 158, 164, 189, 208, 217, 227, 257, 499, 518, 53...
Diffraktometer, 23, 95, 152
- κ-, 396
- Allzweck, 150
- Omega-2 Theta, 150
- Theta - 2 Theta, 150
Diffraktometerausgleichsfunktion, 264
Diodenanordnung, 6, 133, 142
Dispersion, 71, 84, 301, 395, 461
Divergenz
- axial, 117
-vertikal, 117
Divergenzwinkel, 119
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