X射线衍射仪

衍射仪是一种测量仪器，用于根据辐射束或粒子束（例如 X 射线或中子）与其相互作用时产生的散射图案分析材料的结构。

由于使用波长小于纳米的电子或中子相对容易，因此可以使用电子和中子以非常类似于 X 射线衍射的方式研究晶体结构。 电子不像 X 射线那样深入物质，因此电子衍射揭示了表面附近的结构； 中子确实很容易穿透，并且有一个优势，即它们具有固有磁矩，使它们与具有不同磁矩排列的原子发生不同的相互作用。

典型的衍射仪由辐射源、选择波长的单色仪、调整光束形状的狭缝、样品和检测器组成。 在更复杂的设备中，也可以使用测角仪来微调样品和检测器的位置。 当使用面检测器监测衍射辐射时，通常需要使用光束挡板来阻挡未被样品衍射的强主光束，否则可能会损坏检测器。 通常，光束阻挡器可以是 X 射线完全无法穿透的，也可以是半透明的。 使用半透明光束停止器可以使用通过光束停止器观察到的强度来确定样品吸收辐射的程度。

X射线衍射仪有几种类型，根据研究领域（材料科学、粉末衍射、生命科学、结构生物学等）和实验环境，如果是有家用X射线源的实验室或 同步加速器。在实验室中，衍射仪通常是一种一体化设备，包括衍射仪、视频显微镜和X射线源。

用于同步加速器的衍射仪制造商较少，因为要装备的 X 射线束线数量很少，而且制造商需要扎实的专业知识。

对于材料科学，Huber 衍射仪是众所周知的，对于结构生物学，Arinax 衍射仪是参考。 但由于生产厂家较少，大量的同步衍射仪都是自制的衍射仪，由同步加速器工程团队实现。

X 射线衍射仪仪器可用于多种用途，包括晶体结构成像、相测定和识别不熟悉的物质，用于晶体学、检查和药效药物研究。 X 射线衍射的一种新颖用途是研究火星表面，以确定它是否曾支持生命存在。