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第1章 同步辐射光源概述1

1.1引言1

1.2光源的原理和发展简史2

1.3光源主体结构的构造7

直线加速器7

电子同步加速器和电子回旋加速器8

电子储存环10

1.4光束线和线束设备12

光束线的引出和前段区12

线束设备12

1.5计算机控制18

光源部分的计算机控制18

计算机控制系统的软件结构20

电子束和光束线中束流参数的测量和控制21

1.6光源的主要特征22

1.7实验站和应用实验技术分类及应用领域27

光束线和实验站的分类27

应用实验技术分类和应用领域32

1.8应用实验研究课题的准备、申请和实施35

细致做好实验研究课题的准备工作35

认真提出实验研究课题的申请报告35

准时赴同步辐射实验站做实验36

参考文献36

第2章 同步辐射中衍射术及其应用基础38

2.1高分辨粉末衍射和多晶样品的结构测定38

高分辨X射线粉末衍射术39

多晶样品衍射花样的Rietveld结构精修41

多晶样品结构测定从头计算法47

2.2六圆衍射仪、劳厄法和单晶样品的结构测定49

X射线单晶六圆衍射仪49

单晶结构测定的劳厄法50

面探测器在单晶样品结构测定中的应用52

单晶结构测定的相角问题及其解54

单晶结构的精修60

单晶结构测定小结63

2.3掠入射X射线衍射和表面结构65

掠入射X射线衍射术65

原子尺度薄膜的研究67

工程薄膜和多层膜的研究68

2.4多重衍射及其应用77

多重衍射的基本原理79

获得多重衍射花样的实验方法82

多重衍射的某些应用83

2.5 X射线异常衍射和差分衍射86

异常散射和选择元素衍射87

相角测定的异常衍射法90

晶体学中分摊位置问题92

异常宽角衍射和粉末差分衍射93

2.6能量色散衍射95

波长色散衍射和能量色散衍射95

能量色散衍射的两种工作模式及其比较97

波长色散和能量色散衍射方法的比较99

2.7特殊条件下衍射实验研究100

参考文献101

第3章 同步辐射中散射术及其应用基础103

3.1小角X射线散射103

小角X射线散射的实验装置103

粒子的形状、大小完全相同时小角散射强度及其分布的Guinier近似105

样品中粒子形状相同但大小不同时的散射强度106

颗粒大小及其分布的测定107

纳米材料分形结构研究110

二维小角X射线散射115

异常小角X射线散射116

3.2广角X射线散射和广角X射线异常散射119

全径向分布函数的广角X射线散射测定119

广角X射线异常散射部分径向分布函数测定124

3.3 X射线非弹性散射与物质动态结构的研究126

动态结构研究理论基础简介126

X射线非弹性散射的实验方法133

动力学结构的非弹性散射研究139

3.4其他散射术及其应用153

漫散射测定153

磁散射和磁衍射154

拉曼散射154

参考文献155

第4章 同步辐射中光谱术及其应用基础157

4.1 X射线发射谱及其精细结构157

X射线发射谱157

X射线发射谱化学分析160

X射线发射谱的精细结构163

4.2 X射线吸收谱和近限结构164

吸收限164

用X射线吸收谱的化学定性定量分析165

X射线吸收近限结构166

4.3扩展X射线吸收精细结构168

EXAFS的基本原理169

EXAFS谱的测量方法173

局域结构研究178

原子价态的研究181

4.4俄歇电子能谱183

俄歇电子的能量和强度184

用俄歇电子谱的元素定性定量分析186

用俄歇电子谱的元素化学价态研究187

4.5光电子能谱188

光电子能谱的能量和强度189

X射线光电子能谱化学分析190

光电子能谱的价态研究191

光电子能谱的价态研究实例193

4.6软X射线磁圆二色谱术195

X射线磁圆二色的基本原理195

软X射线磁圆二色谱的实验装置196

软X射线磁圆二色谱实例197

4.7拉曼谱和非弹性散射谱199

拉曼谱199

非弹性散射谱201

4.8谱学联合装置202

参考文献204

第5章 同步辐射中成像术及其应用基础206

5.1基于吸收衬度的成像术及其应用207

吸收衬度原理207

人体的X射线透视检查210

材料的X射线探伤211

软X射线心血管造影211

在安检方面的应用212

5.2计算机辅助层析成像术212

X射线CT成像原理212

人体CT检查216

CT在材料和矿样中的应用217

5.3衍射衬度成像术及其应用219

X射线貌相术219

貌相图像的直接显示222

衍衬貌相图中缺陷像的分析方法223

5.4基于相位衬度的成像术及其应用229

相位衬度原理229

X射线干涉相衬成像方法232

5.5 X射线全息成像术246

全息术的工作原理248

X射线全息术的实验要求250

X射线全息的记录方式251

5.6三位一体成像术和明场像、暗场像256

5.7其他谱学成像术261

参考文献261

第6章 同步辐射中光刻、微细加工等技术及其应用基础264

6.1引言264

6.2 X射线光刻的一般原理266

6.3光刻对同步辐射光源和光束线的要求269

6.4 X射线光刻掩模和光刻胶271

X射线光刻掩模271

X射线光刻胶274

6.5 X射线光刻装置——Stepper276

6.6微细加工新技术——LIGA277

LIGA技术工艺277

深度光刻279

国内某些研究实例281

6.7同步辐射光化学术及其应用283

光化学刻蚀283

光化学反应低温薄膜工艺284

6.8同步辐射辐照术及其应用284

辐照改性285

辐照育种285

参考文献287