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同步辐射广角散射WAXS/GIWAXS
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项目简介
同步辐射广角散射（WAXS/GIWAXS）技术相比于传统仪器，提供了更高的光源亮度和平行度，以及可调节的X射线能量，具备优异的时间分辨率。它适用于深入探究材料的晶体结构，尤其是在研究材料的长期稳定性和相变过程方面具有独特优势。WAXS/GIWAXS技术无侵害性，能够迅速获取高分辨率的晶体学信息，有效解决如晶体取向、晶格间距等关键问题，对于指导材料的设计和性能提升具有重要意义。
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结果展示
一、技术与应用说明
1. GIWAXS的实验原理
图（a）所示可说明GIWAXS的实验原理。入射光Ki是以极小的角度到达样品表面，然后产生的散射信号被探测器接收，与普通实验室XRD不同的是，普通实验室XRD只能接收到Z轴方向的信号，但二维探测器可以检测到所有方向的信号，该特点经常用于判断晶体取向。
2. 近年发文章量
图（b）是GIWAXS近年来在Web of science中的收取文章量分布。近3年以指数趋势增长，尤其在钙钛矿电池等领域非常广泛。
3. WAXS/GIWAXS研究方向及领域
（1）表面和界面结构----包括薄膜、涂层、催化剂表面等，如钙钛矿太阳能薄膜电池的研究。
（2）表界面反应----监测材料不同环境下的表界面反应，如催化、氧化反应等。
（3）动态行为----探究不同温度、压力或电化学条件下的动态行为，如相变、晶体生长。
（4）电池材料----电池正负极材料研究，探究充放电过程结构变化。
二、测试结果与阐释（GIWAXS与WAXS的测试效果一样，不做另外案例展示）
1. 图（a）为同步辐射X射线掠入射衍射在入射角0.3°时测试薄膜得到的二维衍射图，不同的衍射环为德拜-谢勒衍射环同心圆，每个衍射环可体现晶体该晶面的排列和取向。
2. 图（b）是使用Fit 2D软件积分得到的q-强度曲线，可通过q值确定不同的晶面。
3. 数据处理软件有Fid2d、GIWAXS-Tools、Dioptas、pyFAI等。
样品要求
粉末：20mg（只做透射，粉末需研磨），薄膜长宽1cm（提供空白衬底）、块体长宽1cm（基底最好为硬质无机基片），液体2ml。测试默认二维面探测器。
常见问题
1. 从解决研究问题的角度，说明WAXS和GIWAXS的区别？
GIWAXS通常对于基底没有特殊的要求，在测试之后可以测试空白衬底以排除衬底对实验分析的干扰。GIWAXS通常通过控制入射角大小可获得几纳米到几百纳米的穿透深度，在这个厚度范围内的样品都可以进行测试。
2. 对于GIWAXS来说，基底该如何选择?样品层厚度控制在多少？
粉末和薄膜有不同的测试方式，粉末一般是进行透射测试(WAXS)，而薄膜可以进行透射(WAXS)和掠入射(GIWAXS)两种测试模式，可以自行根据所需信息选择测试方式。
