半导体XRD测试——广东省科学院半导体研究所是广东省科学院下属骨干研究院所之一，主要聚焦半导体产业发展的应用技术研究，兼顾重大技术应用的基础研究，从事电子信息、半导体领域应用基础性、关键共性技术研究，XRD倒易空间（RSM），以及行业应用技术开发。
X射线衍射技术(XRD技术)在电池领域的应用
原位XRD技术研究材料在不同电压下的相变
原位XRD技术是分析正负极材料相变变化的有力工具。实验中我们采用NCM材料做阴极，用石墨做阳极材料，XRD倒易空间（RSM）机构，做成电芯进行原位XRD测试，将电芯逐渐从3.0V充电到4.5V，每隔一段电压扫描一次。XRD测试采用Malvern Panalytical公司生产的X Pert PRO X射线衍射仪，实验结果如下图所示：
从图二图三可以看出，随着充电电压的升高，正极材料NCM的（003）峰开始向低角度偏移，此时NCM的（003）晶面间距增大，即c轴变大，当电压达到4.0V时达到低值，随后随电压升高又向高角度偏移；与之相对应，（110）峰随电压升高向高角度偏移，XRD倒易空间（RSM）哪家好，中间没有反弹趋势，说明（110）晶面间距减小，对应着a轴一直变小。当电压大于4.4V后，003峰峰强变低，并开始宽化，说明此时晶体结构开始严重变形，晶胞中原子不能很好的规整排列，达到材料极限承受电压。
另外，材料充放电过程中的结构稳定性及相变过程对其电化学性能，特别是循环稳定性有着重要影响。通过分析可得到晶胞参数在充放电过程中的变化图，从而评估不同的正极材料引起的锂离子电池体积膨胀，为锂离子电池的安全研究、材料选取提供可行数据和分析手段。
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Scherrer公式
基本原理：当X 射线入射到小晶体时，其衍射线条将变得弥散而宽化，晶体的晶粒越小， X射线衍射谱带的宽化程度就越大i。Sherrer公式描述的就是晶粒尺寸与衍射峰半峰宽之间的关系。
利用该方程计算平均晶粒度需要注意：
β为半峰宽度，西藏自治XRD倒易空间（RSM），即衍射强度为极大值一半处的宽度，单位以弧度表示。
Dhkl只代表晶面法线方向的晶粒大小，与其他方向的晶粒大小无关。
k为形状因子，对球状粒子k=1.075，立方晶体k=0.9，一般要求不高时就取k=1。
测定范围3~200nm。
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X 射线衍射是通过 X 射线在样品中的衍射现象，利用衍射峰的位置和强度，来定性分析材料的结晶类型、晶体参数、晶体缺陷、不同结构相的含量等。对于应用于储能、催化等领域的材料而言，其晶体结构往往会随着反应的进行发生演变，而非原位XRD只能检测到某―状态下材料晶体结构的转变，很难准确得到关于材料在整个转变过程中的相关信息，尤其是关于电极材料相变和结构演变的研究。为重要的是，整个过程存在因电极材料暴露于空气中，而破坏掉真实状态的风险，非原位XRD测试往往不能很好地还原电池材料在充放电过程中的真实状况。原位XRD作为一种XRD的衍生测试手段，可以很好的解决非原位XRD测试过程中的诸多问题。
原位XRD技术早就已运用到材料科学研究中，主要用于对物质的组成和结构进行鉴定和研究:
(1）原位XRD在材料反应过程中得到实时的结构变化信息，可以深入的认识材料在充放电过程中发生的反应，对如何进一步改进材料具有重要的指导意义;
(2）原位XRD的测试可以在短时间内得到大量可对比信息，由于原位XRD技术在测试的整个过程中是针对同一材料的相同位置进行测试，因而通过该测试手段所得到的信息(晶胞参数、峰强度等参数)具有相对可比性，可以得到一系列实时的结构变化信息。
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半导体单晶XRD靠谱-XRD倒易空间（RSM）由广东省科学院半导体研究所提供。半导体单晶XRD靠谱-XRD倒易空间（RSM）是广东省科学院半导体研究所今年新升级推出的，以上图片仅供参考，请您拨打本页面或图片上的联系，索取联系人：王小姐。