使用 XRDynamic 500,您可在自有實驗室內取得適用於原子對分佈函數(PDF)分析的高品質總散射資料。 藉此,您無需長時間等待大型設施的束線機時,即可更快研究晶體材料、奈米材料與非晶材料的局部原子結構。 大半徑測角儀、真空光路、專用 Kα1,2 反射鏡,以及 Pixos 2000 CdTe 偵測器,可在高 Q 範圍提供出色的計數統計與解析度。 自動化 X 光管與光學元件對準,以及 Soller 狹縫控制,可減少設定作業,並將多種材料的典型掃描時間縮短至約一小時,並在單一且可重現的工作流程中保留標準 XRD 與 PDF 功能。

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X 射線 PDF 基礎與優勢

X 射線原子對分佈函數分析(總散射)能解析短程與中程有序結構,可作為傳統繞射分析的重要補充。

X 射線 PDF 能告訴您什麼

X 射線原子對分佈函數可呈現局部尺度下的原子排列方式,包括原子彼此之間的距離,以及短程到中程有序性如何變化。 這有助於釐清催化劑為何具有活性、電池電極為何會衰退,以及無定形製劑為何能保持穩定性。 即使不依賴明顯的布拉格峰,您也能解析原子結構,因此可更早做出判斷,並減少試錯次數。

使用時機

當材料的結構與性質之間的關係取決於局部有序性時,適合採用 X 射線原子對分佈函數分析:奈米材料、催化劑、電池電極、金屬合金、藥物、玻璃,以及其他非晶或無序系統。 此方法可作為傳統 XRD 的補充,協助解釋僅憑長程晶體結構分析難以說明的材料行為。

Q、Qmax 與解析度

較高的 Qmax 可提升 PDF 中可分辨的細節;高 Q 區域中良好的訊噪比,則有助於確保結果的可靠性。 XRDynamic 500 支援 Mo 與 Ag Kα,可在維持高 Q 解析度的同時,收集涵蓋寬廣 Q 範圍的資料。 而高 Q 解析度有助於分辨延伸至較大 r 的特徵,讓您評估域尺寸與細微的結構變化。

用於 PDF 分析的實驗室繞射儀配置

此系統整合了合適的 X 射線源、光學元件、偵測器與自動化功能,讓團隊能在合理的時間內取得品質一致的總散射資料,以利進行 PDF 分析。

光源與光學

可在 Mo Kα 與 Ag Kα 之間切換,兼顧訊號強度與可達的 Qmax。 Mo Kα 可提供較高強度,適合高效率的常規掃描;如需更高的實空間解析度,Ag Kα 則可將 Qmax 擴展至更高範圍。 自動化對準與模組化光學系統,讓切換更簡便,並維持良好的重現性。

縮短掃描時間的檢測系統

CdTe 偵測器可在硬 X 射線能區提供較高的量子效率,提升高 Q 區的統計品質。 這意味著,與常規量測所用的標準 Si 偵測器相比,可獲得雜訊更低、結果更清晰的 PDF,並縮短整體掃描時間。
 

低背景、高穩定性

真空光路可減少空氣散射,讓來自樣品的漫散射訊號更清晰。 大半徑測角儀搭配聚焦鏡,可提供高 Q 解析度,進而降低 Q 阻尼,保留較大 r 範圍內的 PDF 特徵。
 

時間與成本的影響

對於部分樣品,約一小時的掃描即可取得可生成適合擬合之原子對分佈函數的資料,有助於當天做出決策。 對於較複雜的情況,也可延長掃描時間,並搭配 Ag Kα 輻射。 將標準 XRD 與 PDF 分析整合於同一平台,可免除委外量測帶來的不便,包括排程與差旅安排,並有助於簡化訓練與維護。

晶體與非晶材料的 X 射線 PDF 分析

代表性結果顯示,X 射線 PDF 可為材料選擇、研究決策及方法驗證提供可靠依據。

晶體範例(CaF₂):值得信賴的擬合品質

CaF₂ 的 PDF 與標準結構模型吻合良好,殘差低且晶格參數穩定,顯示儀器對準精確,資料統計品質可靠。 對決策者而言,這意味著在擴展至更多樣品或不同據點時,工作流程更具可預測性,並可減少重測次數。

非晶質範例(SiO₂ 玻璃)

即使沒有尖銳的繞射峰,PDF 仍可分辨 Si–O、O–O 與 Si–Si 的鍵長,並顯示這些特徵在約 9 Å 左右逐漸收斂,與缺乏長程有序相符。 因此,團隊可在數小時內確認製程調整是否會影響短程結構,而無須等待數週。
 

XRDynamic 500:透過實驗室 X 射線繞射儀進行 PDF 分析

XRDynamic 500 是一款實驗室 X 射線繞射儀,可採集高品質的總散射資料,適用於原子對分佈函數(PDF)分析。 大半徑測角儀、真空光路以及聚焦 Kα 光學系統,可提供高 Q 解析度;Mo 與 Ag X 光管可提升 Qmax,以分辨更細微的實空間細節。 CdTe 偵測器可在高 Q 區域維持良好的計數統計品質,進而縮短取得 G(r) 所需的總散射資料採集時間。 

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透過單一儀器,更清楚掌握局部結構,並有助於更快做出風險較低的材料決策。

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