Определение параметров элементарной ячейки кристаллов. Панова Т.В - 4 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

7
Изменение фона вдоль линии приводит к смещению положе-
ния максимума в сторону больших
θ
. Для асимметричных линий
лучше определять центр тяжести по формуле:
θ
с
=
θ
θ
θθ
θ
θ
θθθ
2
1
2
1
d)(I
d)(I
,
где I(
θ
) – функция, описывающая профиль дифракционного пика; θ
1
и
θ
2
границы сечения пика.
Практически
θ
с
определяют следующим образом. Проводят
линию фона. Находят точки 2
θ
1
и 2
θ
2
, в которых профиль линии
сливается с линией фона. Затем отрезок от 2
θ
1
до 2
θ
2
разбивают на n
равных участков 2
θ
. Тогда:
1
1
1
222 θ+θ
=θ
=
=
n
k
k
n
k
k
c
I
Ik
,
где 2θ = (2θ
2
– 2θ
1
)/(n – 1), kномер участка, I
k
интенсивность на
данном участке, промеренная от линии фона. Погрешность опреде-
ления центра тяжести связана как с точностью измерения интенсив-
ности, так и с присутствием фона на дифрактограмме. Более точно с
учетом фона положение центра тяжести можно вычислить по фор-
муле:
0
1
cz
1
Д2и
2и =2и 1,
12и
n
k
k
n
k
k
kI
rb
r
I
=
=
−−
−∆
где
za
zan
b
+
+
=
2
3
1
0
центр тяжести трапециедального фона; rот-
ношение интегрального фона к интегральной интенсивности:
+
=
=
n
k
k
I
)za)(/n(
r
1
2
,
где аинтенсивность при 2
θ
а
; zинтенсивность при 2
θ
z
(измерение
интенсивности ведется от нулевого уровня) (рис. 2).
8
Рис. 2. Определение центра тяжести
интерференционной линии с учетом фона
Систематические погрешности можно учесть различными
способами. Рассмотрим некоторые из них:
1. Точное проведение эксперимента. Геометрические условия
съемки дифракционной линии нужно выбрать такие, чтобы величи-
на систематической погрешности не превышала случайной погреш-
ности измерений. Для расчета необходимо использовать дифракци-
онные пики в прецизионной области. При всей привлекательности
этот метод имеет очень существенный
недостаток, так как приводит
к резкому снижению светосилы дифрактометра и соответствующе-
му увеличению экспозиций.
2. Аналитический метод. Наиболее просто систематические
погрешности могут быть учтены для центра тяжести дифракционно-
го пика:
(
θ
с
)
ист.
= (
θ
с
)
изм.
+
∑∆θ
сi
,
где
∆θ
сi
положение центра тяжести i-й инструментальной функ-
ции. Чтобы воспользоваться этим уравнением, необходимо точно
знать значения геометрических параметров съемки, что не всегда
возможно. Неидеально плоская поверхность образцов приводит к
небольшому смещению центра тяжести (до 1
при
θ
< 30
о
), которое
нельзя рассчитать заранее.
3. Экстраполяционные методы. Эти методы применимы глав-
ным образом к высокосимметричным веществам, относящимся к
кубической, гексагональной или тетрагональной сингониям [4]. Для
     Изменение фона вдоль линии приводит к смещению положе-
ния максимума в сторону больших θ. Для асимметричных линий
лучше определять центр тяжести по формуле:
                                θ2
                                 ∫ I ( θ ) θ dθ
                                θ1
                           θс =                 ,
                                 θ2
                                   ∫ I ( θ )dθ
                                  θ1
где I(θ) – функция, описывающая профиль дифракционного пика; θ1
и θ2 – границы сечения пика.
       Практически θс определяют следующим образом. Проводят                              Рис. 2. Определение центра тяжести
линию фона. Находят точки 2θ1 и 2θ2, в которых профиль линии                            интерференционной линии с учетом фона
сливается с линией фона. Затем отрезок от 2θ1 до 2θ2 разбивают на n
равных участков ∆2θ. Тогда:                                                     Систематические погрешности можно учесть различными
                               ⎛ nkI ⎞                                    способами. Рассмотрим некоторые из них:
                               ⎜∑ k⎟                                            1. Точное проведение эксперимента. Геометрические условия
                         2θc = ⎜ k =n1   ⎟∆ 2θ + 2θ1 ,                    съемки дифракционной линии нужно выбрать такие, чтобы величи-
                               ⎜⎜ ∑ I k ⎟⎟
                                ⎝ k =1 ⎠                                  на систематической погрешности не превышала случайной погреш-
где ∆2θ = (2θ2 – 2θ1)/(n – 1), k – номер участка, Ik – интенсивность на   ности измерений. Для расчета необходимо использовать дифракци-
данном участке, промеренная от линии фона. Погрешность опреде-            онные пики в прецизионной области. При всей привлекательности
ления центра тяжести связана как с точностью измерения интенсив-          этот метод имеет очень существенный недостаток, так как приводит
ности, так и с присутствием фона на дифрактограмме. Более точно с         к резкому снижению светосилы дифрактометра и соответствующе-
учетом фона положение центра тяжести можно вычислить по фор-              му увеличению экспозиций.
муле:                                                                           2. Аналитический метод. Наиболее просто систематические
                                          n                               погрешности могут быть учтены для центра тяжести дифракционно-
                              Д2и k∑=1 k I k rb0                          го пика:
                   2иc =2иz −               −      − 1,                                         (θс)ист. = (θс)изм. + ∑∆θсi,
                              1− r ∑ I        ∆ 2и
                                     n

                                         k
                                          k =1                            где ∆θсi – положение центра тяжести i-й инструментальной функ-
         n − 1 2a + z                                                     ции. Чтобы воспользоваться этим уравнением, необходимо точно
где b0 =              – центр тяжести трапециедального фона; r – от-
          3 a+z                                                           знать значения геометрических параметров съемки, что не всегда
ношение интегрального фона к интегральной интенсивности:                  возможно. Неидеально плоская поверхность образцов приводит к
                                 ( n / 2 )( a + z )                       небольшому смещению центра тяжести (до 1′ при θ < 30о), которое
                           r =          n
                                                      ,                   нельзя рассчитать заранее.
                                       ∑ Ik                                     3. Экстраполяционные методы. Эти методы применимы глав-
                                       k =1

где а – интенсивность при 2θа; z – интенсивность при 2θz (измерение       ным образом к высокосимметричным веществам, относящимся к
интенсивности ведется от нулевого уровня) (рис. 2).                       кубической, гексагональной или тетрагональной сингониям [4]. Для

                                      7                                                                  8