钙钛矿CaTiO3的超高压结构研究

利用同步辐射X射线衍射和DAC高压技术在室温下测量了钙钛矿CaTiO3在压力0-34．6GPa下的结构变化．结果表明，随着压力的增加，CaTiO3的三个晶体轴都受到不同程度的压缩，没有证据表明有相变的发生．     

Y2O3压致结构相变的研究

本文采用金刚石对顶砧高压装置（DAC），利用同步辐射X－ray衍射，对Y2O3粉末样品进行了原位高压X－ray衍射实验，最高压力达到23GPa。在研究的压力范围内观察到两个相变。在12.8GPa压力点，Y2O3由稀土倍半氧化物的立方结构转变为单斜结构。在21.8GPa压力点，样品由单斜结构转变为另一个新相，但由于样品峰的消失，无法判断其结构。卸压后样品为单斜结构，说明Y2O3第一个压致结构相变为不可逆相变。     

层状钙钛矿结构锰氧化物Ca3Mn2O7的高压结构相变

利用金刚石压砧高压装置（DAC）,对Ca3Mn2O7的粉末样品进行了高压能散X射线衍射实验。结果表明,由于岩盐层易被压缩,在压力作用下层状钙钛矿结构锰氧化物Ca3Mn2O7的结构不稳定。在0－35GPa压力范围内,Ca3Mo2O7晶体结构发生了两次相变。在1．3GPa左右,由原来的四方相变为正交相,在9．5GPa左右,又由正交相向新的四方相转变。     

Te/MCM41高压结构相变

本文使用金刚石对顶砧高压装置（DAC）和同步辐射X光射射，对Te/MCM41体系进行了原位高压X射线衍射实验，最高压力达到37GPa。在研究的压力范围内，观察到一个从5GPa开始，强度较小，到立方Te的相变，我们认为对应MCM41孔道内的Te。     

高压下的同步辐射能量色散粉末衍射

同步辐射已经成为高压研究的一个非常理想的光源。在北京同步辐射装置（BSRF）上、结合金刚石对顶砧超高压实验技术建立起来的能量色散X射线粉末衍射系统,已用于物质状态方程和结构相变的研究。介绍了能量色散衍射方法,以及同步辐射原位测试过程。     

流体硒的同步辐射结构研究

液体硒是典型的半导体，在高温高压下临界点邻近发生半导体金属—绝缘体（SC—M—I）转变。为了研究高温高压下流体硒在SC—M—I转变过程中结构的变化，利用SPring—8的同步辐射光对高温高压下流体硒进行了能量色散X射线衍射测量和小角X射线散射测量。测量范围包括液态区、超临界区和稠密气态区域。在衍射实验中，我们获得了精确的结构因子S(k)和偶分布函数g(r)。结果证实了在金属液体区域中流体硒仍保持两配位的链结构和共价键轻微地收缩，还发现随着流体硒的金属特性的增强g(r)的第一极小值发生了显著的增加，即Se链的链问相互作用增强。小角散射结果表明在临界密度邻近，密度的涨落显著，相干长度存在极大值。这些结果表明Se链的共价键的特性和Se链问的相互作用是理解流体硒中的SC—M—I转变的机制的关键。     

纳米晶BaTiO3的高压研究

采用原位高压同步辐射X光衍射技术和Raman散射方法，对小于临界尺寸（120nm）的纳米晶BaTiO3(48nm）进行了研究，在实验压力范围内（0－21．2GPa,0-46.67GPa），纳米晶BaTiO3始终处于稳定的立方相。     

高温高压条件下天然含Cr尖晶石的原位X衍射

对天然含Cr尖晶石,在r=300-603K,p=0—12．82GPa条件下,在中国科学院高能物理研究所同步辐射实验室高压站,利用外加温金刚石压腔装置(DAC),进行了能量色散X射线粉末衍射(EDXD)原位测量,获得了天然含Cr尖晶石随压力和温度变化的衍射图谱。通过指标化公式对衍射图谱进行分析,得到了尖晶石的晶胞参数及其随压力、温度的变化,进而利用Mumaghan方程得到P-V状态方程和体积模量、压缩系数及热膨胀系数等。     

三聚氰胺(C3N6H6)分子晶体的压致结构相变研究

本文通过对三聚氰胺（C3N6H6）的室温高奈原位同步辐射能量散射X－ray衍射实验（EDXD），在14.7GPa压力范围内，观察到常压下为单斜晶系的三聚氰胺经历了两次压致结构相变。在1.3GPa下，三聚氰胺分子晶体从单斜相转变为三斜相；在8.2GPa又转变为正交相。本实验结果为利用三聚氰胺碳氮有机分子晶体高温高压合成超硬C3N4共价晶体的研究提供了重要信息。     

SR-XRD和EXAFS研究Mn掺杂ZnO薄膜的微观结构

用射频磁控溅射技术在蓝宝石衬底上制备了一组不同衬底温度的Mn掺杂ZnO薄膜。质子激发X射线荧光(PIXE)测量表明,薄膜中仅有含量为5 at.%的Mn,未见其它磁性杂质元素(如Fe、Co、Ni等)。同步辐射X射线衍射(SR-XRD)表明,这些Mn掺杂ZnO薄膜具有纤锌矿ZnO结构。SR-XRD和扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)分析显示,薄膜中未发现Mn团簇或MnO、MnO2、Mn2O3、Mn3O4等二次相,Mn原子是通过替代Zn原子而进入了ZnO晶格。     

Al2O3晶体的亚晶粒结构的同步辐射形貌分析

本通过比较两个不同晶体生长历史的温梯法Al2O3晶体,通过同步辐射衍射形貌相研究了晶体内部的完整性,在正常晶体生长条件下Al2O3晶体的FWHM仅为10弧秒,而在正常晶体生长受到间停电破坏时,Al2O3晶体内易出现亚晶粒等缺陷。其内在原因与温梯法晶体生长工艺有关系。     

纳米晶BaTiO3的高压研究

采用原位高压同步辐射X光衍射技术和Raman散射方法,对小于临界尺寸（120nm)的纳米晶BaTiO3(48nm)进行了研究,在实验压力范围内（0－21．2GPa,0-46.67GPa),纳米晶BaTiO3始终处于稳定的立方相。     

用SPring-8同步辐射研究流体水银的结构变化和金属-非金属转变

随着从液态到气态的连续体积膨胀，在临界点附近，典型的液态金属水银经历了金属-非金属（M-NM）。在Spring-8的BL04B1高温高压实验站，利用同步辐射白光，采用能量色散X射线衍射（EDXD）方法，我们研究了流体水银从液体到稠密气态的宽广密度范围中的结构变化。实验方面，我们成功地开发出一个新的高压容器，它具有7个出射窗口用于收集散射X射线，测量的温度和压力上限分别是1700℃和2000bar，适合于在高温和高压下对流体物质进行能量色散X射线衍射测量。结果表明，流体水银的结构因子S(k)的精确性和可靠性有了很大的提高，并获得了流体水银的配位数和配位距离与密度变化之间的准确关系。我们发现，除了存在由配位数减少所导致的非均匀膨胀阶段之外，在水银的金属-非金属转变时还存在一新的均匀膨胀现象，即配位距离随密度减少呈线性增长阶段。基于这些新的结果，我们提出了流体水银的膨胀模型，并讨论了流体水银的金属-非金属转变与结构的关系。     

用于大尺寸样品的同步辐射硬X射线衍射增强成像方法研究

作为 X 射线相衬成像的方法之一,衍射增强成像方法由于能获得较高的信噪比及分辨率而引起了人们的研究兴趣。北京同步辐射装置(BSRF)形貌学实验站也开展了该方法的探索研究。此前的衍射增强成像方法中,当白光 X 射线光束横截面尺寸为 20 mm×10 mm 时,经过双晶单色器后最大只能获得横截面尺寸为20 mm×4 mm 的均匀单色 X 射线,从而造成成像区域减小。在对通常衍射增强成像光路排列分析的基础上,提出了一种新的光学排列几何并进行了衍射增强实验。应用新光学排列几何首次获得了与入射白光 X 射线尺寸相当的、大的成像光斑均匀区域,因而新光学排列几何更适合于大尺寸样品的研究工作。同时,该光学排列几何成像分辨率可以达到微米量级并且更方便于实验操作。     

衍射增强成像的若干基础问题研究Ⅰ.衍射增强成像的衬度与X射线能量的关系

为了探讨X射线衍射增强成像的衬度与X射线能量的关系,利用北京同步辐射光源4W1A光束线引出的硬X射线对大块正常和癌变的乳腺组织进行成像研究.在摇摆曲线顶部位置获得的图像(峰位图像)和表观吸收图像的衬度随X射线能量的变化关系是相似的,说明峰位图像和表观吸收图像包含的主要衬度相似,即吸收衬度,而折射图像的衬度随X射线能量的增大总体上呈现下降趋势.综合来看,对于乳腺类的软组织来说,DEI成像在低能量端有很好的衬度,反映了衍射增强成像更适合于主要由轻元素组成的物体的成像.