晶格常数(或称之为点阵常数)指的就是晶胞的边长,即每个平行六面体单元的边长,是晶体结构的一个重要基本参数,也是描述晶胞大小形状的几何参数,在一定程度上反映了晶体内部的成分及受力状态。
晶格常数可以通过X射线衍射实验得到,也可以通过一些方法计算得到。其中,一种常用的方法是使用布拉格方程:nλ=2dsinθ(n为衍射次级,λ为入射X射线的波长,d为晶面间距,θ为衍射角)来计算晶格常数。
此外,晶格常数的变化反映了晶体内部的成分、受力状态等的变化。晶体结构的能量会随着晶格常数的改变而发生变化。晶体能量最低时,此时的晶格常数即为平衡晶格常数。因此,找到结合能与晶格常数之间的关系曲线,便可求得平衡晶格常数。
关于晶格常数,北京清析技术研究院可提供晶格常数测定等检测项目。同时,北京清析技术研究院可对金属样品:如铜、铝、镁等金属的单晶、多晶。矿物晶体:如方解石、蓝宝石、钻石、方铅矿以及闪锌矿等含有结晶的矿物。半导体样品:如硅、锗、氮化硅等半导体材料。液晶样品:如具有双折射和偏光特性的液晶分子。分子晶体:如药物分子、蛋白质晶体以及聚合物晶体。碳纳米管:如单壁和多壁碳纳米管等进行晶格常数的检测。
如何计算未知物质的晶格常数?
对于立方体结构,在粉末样品中加入少量衍射本身高的物质,如Si粉,准确地测量与某个硅峰较接近的一个样品峰,计算出两个峰的衍射角,再查一下PDF卡片上硅峰的正确衍射角,加上测量值与标准值之差,就得到准确的无仪器误差的衍射峰,再按晶体学计算公式就可以计算出来点阵常数了。
非立方结构就麻烦多了。基本上无法用这种方法来计算。而且,这种计算还是含有误差的,因为只有当衍射角等于90时才无系统误差。
如果用软件,如JADE,则要用完全相同的实验条件来测量一个纯硅样和样品的衍射谱全谱,按软件的方法去掉仪器误差再用全谱拟合的办法来得到精修的结果。
后一种方法可以分别计算多相样品中各不同的相的晶胞参数。由于测量的是全谱,对复杂结构的相也可以计算。但精度明显不如单相的结果。
石墨烯型氮化硼晶格常数检测方法
1. X射线衍射法
通过测量石墨烯型氮化硼样品的X射线衍射图谱并分析其各个衍射峰的位置和强度,可以反推出其晶格常数。
2. 透射电子显微镜(TEM)
通过TEM图像中的衍射斑点,可以计算出样品晶格的间距和晶格常数。
3. 偏振显微镜
利用偏振显微镜观察样品的光学性质,可以间接测量出样品的晶格常数。
检测标准
1、GB/T 30654-2014 Ⅲ族氮化物外延片晶格常数测试方法