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掠入射XRD（GIXRD）

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掠入射XRD（GIXRD）

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馬騁

XRD、UPS、XPS、DLS、GIXRD、2D-WAXD、AFM-IR測試工程師

具有多年XPS、DLS等操作經驗。精通XPS技術在材料表征上的應用，尤其在催化、電池材料的峰形處理方面具有豐富經驗和實操技能。同時，在DLS樣品制備和濃度效應分析上有獨到的理解和實踐經驗。

項目介紹

掠入射X射線衍射(GIXRD)是一種讓×射線略過樣品表面的技術，這種技術能夠更真實全面地表征出薄膜（特別是共輒聚合物薄膜)的微結構。

測試光是平行光，相對于常規的衍射光來說能量較小，因此掠入射測試XRD的譜圖絕對峰強相對較弱。但是平行光可以更好的關注薄膜表面的信息，也不容易測到基底，因此掠入射XRD專門用于測試薄膜樣品。

薄膜尺寸沒有特別要求，但是需測試面平整光潔，不要有遮擋物。

掠入射 XRD 技術在材料科學中有廣泛的應用，包括晶體生長、薄膜制備、界面化學、表面催化和生物材料等領域。通過調整 X 射線的入射角度和探測器位置，可以實現對樣品表面層的精確分析。

樣品要求

1、樣品表面光滑平整，測試區域邊緣處不要有遮擋，掠入射是平行光源，容易遮擋待測物質的信號；

2、塊體：長≤18mm，寬≤18mm，厚度≤2mm，不同的測試儀器要求的尺寸會有所不同，如有其他尺寸，可聯系項目經理溝通確認。

3、樣品寄送時請用軟材料包裝好，避免快遞運輸過程中損壞。

常見問題
1、掠入射xrd的技術原理及其介紹？

掠入射X射線衍射（Grazing Incidence X-ray Diffraction，簡稱GIXRD）作為一種專門針對薄膜材料的表征技術，是一種利用X?射線以極小的掠入射角（通常小于1°）入射到樣品表面，并接收衍射信號的X射線衍射技術。與傳統的X射線衍射（θ-2θ掃描）不同，GIXRD的入射角固定且非常小，而探測器在樣品表面附近進行二維掃描。

2、粉末可以測試掠入射XRD嗎？

技術上，任何粉末都能放到 GIXRD 光路里掃一張圖，儀器不會報錯；但 GIXRD 的設計初衷是“讓 X 射線只擦過樣品表面”，信號主要來自最上面幾十納米，而粉末顆粒是“體相”隨機排列，用 GIXRD 只能得到極弱的表層信號，強度比常規 Bragg-Brentano 低 1–2 個量級，信噪比差、定量不準。所以能測，但是不建議。

3、掠入射XRD測試的樣品要求？

樣品尺寸：塊體：長≤18mm，寬≤18mm，厚度≤2mm，不同的測試儀器要求的尺寸會有所不同，以便于固定和測試。

樣品平整度：樣品表面應盡可能平整，不要有遮擋物，以保證掠入射角的準確性。因為掠入射是平行光源，一旦有遮擋便會測到基底的信號，很容易遮蓋需要測試物質的信號；粗糙的表面會導致X射線散射，影響測試結果。

薄膜厚度：GIXRD適用于從幾納米到幾百納米的薄膜。對于太厚的薄膜，X射線可能無法穿透；對于太薄的薄膜，信號可能太弱。

4、GIXRD和傳統XRD（θ-2θ）有什么區別？

主要區別在于入射方式和探測方式。傳統XRD采用θ-2θ掃描，入射角和探測器角度同步變化，主要探測垂直于樣品表面的晶面信息。GIXRD采用固定的掠入射角和小角度探測，主要探測平行于樣品表面的晶面信息，更適合于薄膜樣品。

襯底：襯底材料的選擇會影響GIXRD圖譜的背景。通常選擇與薄膜材料晶體結構不同的襯底，以避免衍射峰重疊。

5、GIXRD的探測深度是多少？

GIXRD的探測深度取決于掠入射角的大小和材料的吸收系數。通常，掠入射角越小，探測深度越淺。對于大多數材料，GIXRD的探測深度在幾納米到幾百納米之間。

6、GIXRD是否可以進行定量分析？

GIXRD可以進行半定量或相對定量分析。通過比較不同衍射峰的強度，可以估算不同物相的相對含量。但由于薄膜的厚度、取向等因素的影響，GIXRD的定量分析通常不如傳統XRD準確。

7、GIXRD測試需要多長時間？

GIXRD測試時間取決于樣品、儀器設置和所需的信噪比。通常，一次GIXRD測試可能需要幾分鐘到幾小時。

8、GIXRD測試是否具有破壞性？

GIXRD通常被認為是一種非破壞性的測試方法。X射線的能量較低，通常不會對樣品造成明顯的損傷。

9、如何選擇合適的掠入射角？

掠入射角的選擇取決于薄膜的厚度和材料的吸收系數。 一般來說，對于較薄的薄膜或低吸收系數的材料，應選擇較小的掠入射角；對于較厚的薄膜或高吸收系數的材料，可以選擇較大的掠入射角。

10、GIXRD能否區分薄膜和襯底的信號？

在一定程度上可以。 通過選擇合適的掠入射角，可以使X射線主要與薄膜層相互作用，從而增強薄膜信號并抑制襯底信號。 但是，如果薄膜和襯底的晶體結構相似，或者薄膜非常薄，則可能難以完全區分兩者的信號。

 

掠入射XRD（GIXRD）

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