电池研发中的表征：结构、表面和原位测量
电池材料表征通常分成三层：衍射和电镜看结构和形貌，拉曼与 X 射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）看化学状态，原位衍射和吸收谱看充放电过程。全固态电池的界面反应常常发生在样品内部，这一部分更依赖能穿透样品的同步辐射 X 射线衍射（synchrotron X-ray diffraction，SXRD）和 X 射线吸收谱（X-ray absorption spectroscopy，XAS）。具体的电解质和界面案例需要单独对照实验，这里只保留各方法本身能回答的问题。 结构：XRD 与电子显微镜X 射线衍射测量相干散射，用来确定物相、晶格参数和应变。实验室衍射仪按布拉格定律由衍射角计算晶面间距。在电池里，它常用来核对合成是否干净，以及跟踪充放电中的结构变化。原文举的例子是 $\mathrm{LiFePO_4}$ 的相变。SXRD 亮度更高，可以做微区和原位实验，并被用来分析固态电解质和电极的晶体结构、物相和晶格参数。 透射电子显微镜（transmission electron microscopy，TEM）用透射电子看原子排列和层状...
薄膜结晶与取向变化的掠入射广角 X 射线散射分析
掠入射广角 X 射线散射（grazing-incidence wide-angle X-ray scattering，GIWAXS）适合研究薄膜的分子堆积、晶体取向和结晶过程。本文保留原文关于 D18/BTP-eC9-4F 有机薄膜的组成比例、谱图参数和时间数据，并梳理与其他表征方法的对应关系。 GIWAXS 的测量与信息同步辐射（synchrotron radiation，SR）X 射线以约 0.1°–1° 的掠射角入射薄膜。原文指出，界面全反射产生的瞬逝波可将取样深度限制在 200 nm 以内，以提高超薄表层散射信号。 二维探测器记录散射矢量 q = k_f − k_i；其 qₓ、qᵧ、q_z 分量对应面内与面外方向的倒易空间信息。经过几何、偏振及 Lorentz–Ewald 球校正后，可将探测器像素映射至 q 空间。 分析量 可读出的信息 常见问题 衍射环或弧段 晶体取向分布 薄膜是随机取向还是具有择优取向 方位角强度分布 织构及取向比例 面-on 与 edge-on 取向如何变化 峰位与峰宽 晶格间距、相干长度和微观应变 分子堆积和...