y为20，z为10 ;2a+b+c = 4 ;d+e = 2，有机配位基OR1O为乳酸基，OC(R2)O为甲基丙烯酸基。
[0043](5)样品架衍射背底的评价
常规石英样品架衍射背底毛糙并存在明显的非晶衍射轮廓，而样品架的衍射背底则相对平滑。
[0044]
实施例2
使用实施例1中获得的样品架进行X射线衍射测试，具体操作步骤与CN103487452A中的实施例1相同。
[0045]
实施例3 操作方法与实施例2相同，不同之处仅在于测试样品为金刚石薄膜，所述金刚石薄膜通过如下方法制备:将单晶硅片样品架衬底用金刚石研磨膏研磨20分钟，然后置于含有
0.5 μπι金刚石砂的丙酮溶液中超声波振动5分钟，用离子水清洗吹干后放入反应室，微波反应室抽真空至IX 10 3Pa,充入3kPa压力的氢气，开启功率为700W的微波源，氢等离子体起辉后，在10秒内温度升到750°C，恒温3分钟，通入反应气体(氢气、丙酮)，调整反应室压力后开始CVD沉积金刚石薄膜，工艺参数为:反应气氛压力lkPa，气体总流量100毫升/分，丙酮/氢气为2% (体积比)，沉积时间为30分钟。所述金刚石薄膜由对称性单晶金刚石颗粒构成。
[0046]
对比例I
具体操作步骤与CN103487452A中的实施例1相同，在该实施例中使用本领域常规方式获得的X射线衍射样品架即市售X射线衍射样品架(得自Bruker AXS)。
[0047]由上述实施例和对比例的结果可以看出，一方面，本发明的测试方法可扩展到由具有对称外形的纳米晶体构成的薄膜的测试，另一方面，通过采用参考标准衍射图的检索与匹配对所述实施例和对比例的测试效果进行评估，发现实施例2与对比例I相比，衍射基底的干扰降低90%。这样的技术效果是本领域技术人员所预料不到的。
[0048]本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，且可以包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这种其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元素，或者如果这种其它实例包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这种其它实例旨在处于权利要求书的范围之内。在不会造成不一致的程度下，通过参考将本文中参考的所有引用之处并入本文中。
【主权项】
1.一种三维X射线衍射测试方法，该方法以X射线单次测量实现对称性纳米样品三维成像，包括以下步骤: 1)将具有对称外形的纳米晶体，利用超声或震荡方式分散处理I分钟?10分钟，然后制备于X射线衍射单晶样品架上，并使样品架表面上的样品密度不高于0.1个/ μ m2，即制得单分散样品；或者，将由具有对称外形的纳米晶体构成的薄膜，形成在X射线衍射样品架上，并使样品架表面上的样品厚度为0.05-1.2 μπι ; 2)利用相干X射线衍射显微镜装置，使用X射线自由电子激光单脉冲照射制备的样品，直接获取样品在傅里叶空间中的二维相干X射线衍射数据；其中所述显微镜装置内部真空度不低于10 6torr,沿光路方向依次排列设置有脉冲宽度为6fs?30fs的X射线自由电子激光光源，响应时间不低于0.03s的X射线快门，狭缝尺寸为0.5 μ m?20 μ m的第一组X射线狭缝，狭缝尺寸为I μ m?40 μ m的第二组X射线狭缝，XY方向移动范围为20 ± Imm且移动精度为0.3 μ m的样品台和置于样品台后20mm?8000mm且单个像素尺寸为50 μ mX 50 μ m的CXD探测器； 3)选择步骤2)获取的衍射数据中心区域100像素X100像素?500像素X500像素的部分，计算该区域的平均衍射强度，以最高强度的55%?75%为强度阈值，高于该阈值的衍射数据即可确定为单晶体颗粒样品的正入射二维衍射数据； 4)针对选出的单晶体颗粒样品的正入射二维衍射数据，先扣除衍射数据的背景及CCD暗噪音，去除衍射数据的非连续线和非连续点，然后将衍射数据相邻的3像素X 3像素?25像素X25像素合并成一个像素，并对衍射数据做中心对称操作，即得到完整的衍射图； 5)在步骤4)获得的衍射图上确定一条过其中心的线，通过每间隔0.1?2度做中心旋转方式设定另一条过中心的线，分别计算每两条线的强度差，依据强度差小于9%的强度阈值来确定自身等价线，同时记录等价线对应出现的角度及自身等价线的数量，用于确定所述样品的空间取向； 6)根据步骤5)确定的样品空间取向和该样品的空间对称性，在直角坐标系中对所述样品二维衍射数据进行对称性样品所属晶体学点群对称性的旋转和中心对称处理，获取所述样品的三维衍射数据，其中直角坐标系中与衍射数据相对应的无数值格点位置的插值选用线性插值的方法； 7)利用oversamplingsmoothness重建算法对步骤6)获取的三维衍射数据进行相位恢复和三维重建，即对三维衍射数据进行迭代计算；首次迭代过程中，三维衍射数据的初始相位信息选用随机相位信息，之后每次迭代过程中，三维衍射数据的相位信息选用前一次迭代计算所得到的相位，其强度信息选用通过步骤6)所获取的三维衍射数据；迭代过程中在实空间设定与样品尺寸相同的正方体约束条件，约束条件内的负电子密度及约束条件外的电子密度通过乘以系数0.05?0.3逐渐消去；选用渐变三维高斯低通滤波器对三维衍射数据进行梯度降噪处理，其高频通过率阈值区间为0.1?0.8 ;经过1000-10000次迭代，每经过一次迭代，相位均得到更新，最终得到对称性纳米样品的三维结构图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述样品架表面含有沉积的Si3N4薄膜或SiC薄膜。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述X射线衍射样品架通过包括以下步骤的方法制得: (1)材料选择:样品架选择单晶材料，利用晶体分析仪及劳厄衍射技术确定单晶的密排晶体学平面； (2)切割单晶样品架毛坯:与单晶密排晶体学面偏离角度，切割出单晶片以及样品架毛坯，其中所述角度为5°?8° ; (3)化学腐蚀样品座:利用含有NH4F和EDTA二钠盐的氢氟酸溶液，腐蚀样品架毛坯表面，腐蚀出凹坑即样品座，同时利用隔绝材料聚乙烯，将样品座以外区域与腐蚀溶液隔绝； (4)单晶样品架与金属片粘结:利用粘结剂，将单晶样品架与金属片进行复合，获得X射线衍射样品架；和 (5)任选地，在步骤(4)获得的X射线衍射样品架表面沉积Si3N4薄膜或SiC薄膜。4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的氢氟酸溶液的HF浓度为2?10%重量。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中在步骤(3)后，样品架毛坯表面的算数平均粗糙度Ra为0.35?0.45。6.根据权利要求3或4所述的方法，其中步骤(4)中使用的粘结剂为含有1-3%重量偶联剂的环氧树脂。7.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述氢氟酸溶液包含0.1-1.0%重量的NH 4F。8.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述氢氟酸溶液包含0.01-0.1%重量的EDTA二钠盐。9.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述Si3N4薄膜通过如下方法制得: 将单晶样品架在NH4OH = H2O2 = H2O混合溶液中煮沸I?5min，再用HCl:Η202:Η20混合溶液煮沸2?10 min，之后用去离子水冲洗干净，将该单晶样品架烘干，然后放入射频等离子化学气相沉积室中，控制衬底温度为400?600°C，通入预加热至200°C?250°C的SiH4、SiH2 (CH3) 2、N2混合气体，生长Si 3N4过渡层，控制其厚度为0.3?0.5 μπι，然后将沉积室温度降至100?200°C，将气氛切换成C2HjP N2，控制沉积室压力为1.5-6.0XlO2Pa,C2H4:N2=1:80-120体积比，调节射频电源为800-950W，在单晶样品架上生长1-3 μπι的Si3N4薄膜。10.一种X射线衍射样品架，其通过包括以下步骤的方法制得: (1)材料选择:样品架选择单晶材料，利用晶体分析仪及劳厄衍射技术确定单晶的密排晶体学平面； (2)切割单晶样品架毛坯:与单晶密排晶体学面偏离角度，切割出单晶片以及样品架毛坯，其中所述角度为5°?8° ; (3)化学腐蚀样品座:利用含有NH4F和EDTA二钠盐的氢氟酸溶液，腐蚀样品架毛坯表面，腐蚀出凹坑即样品座，同时利用隔绝材料聚乙烯，将样品座以外区域与腐蚀溶液隔绝； (4)单晶样品架与金属片粘结:利用粘结剂，将单晶样品架与金属片进行复合，获得X射线衍射样品架。
【专利摘要】公开了一种三维X射线衍射测试方法，该方法以X射线单次测量实现对称性纳米样品三维成像，并且适用于测量由具有对称外形的纳米晶体构成的薄膜。在该方法中，利用含有NH4F和EDTA二钠盐的氢氟酸溶液腐蚀样品架毛坯表面，同时利用有效的粘结剂将单晶样品架与金属片进行复合，获得X射线衍射样品架，可大幅降低X射线衍射测试中的基底背景干扰，另外高效粘合剂的使用能够有效地改善样品架韧性，克服容易脆裂的缺点，显著延长其使用寿命。
【IPC分类】G01N23/207
【公开号】CN105044138
【申请号】CN201510526083
【发明人】赵斌, 任毅, 赵志岩, 王永慧, 于翔
【申请人】中国地质大学（北京）
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月25日