同步辐射衍射研究光功能材料及快速叠层相干衍射成像技术的发展
发布时间：2023-12-09 10:06
基于同步辐射的表征技术在物质结构的探测上具有独特的优势。同步辐射X射线衍射是分析晶体材料原子排布结构的一项重要技术,具有非破坏性表征和定量分析等优势,特别是在低维、亚稳态材料的应用上;另外,原位的同步辐射X射线衍射能有效探究材料在服役条件下的结构演化行为,有利于理解材料在使用时的动力学过程。同步辐射X射线相干衍射成像是一项新型的成像技术,可为材料的微观形貌结构表征以及元素价态分布表征提供更高的空间分辨能力。该方法可获得近衍射极限的分辨且不依赖任何光学聚焦元件,是未来同步辐射成像技术的发展方向。本论文首先以低维和亚稳态光功能材料为研究对象,运用同步辐射X射线衍射技术开展了一系列的研究工作并取得了诸多成果。例如:研究了新型光伏材料CH3NH3PbI3在湿度环境下的稳定性问题,探究了 CsPbBr3胶体纳米颗粒发光性能的影响因素,表征了 CsBr-PbBr2体系化合物的结构转变过程。其次,针对X射线叠层相干衍射成像(Ptychography)速度慢的缺点,本论文发展了快速Ptychogrpahy实验方法,重点聚焦在快速扫描路径的实现与联合谱学显微成像技术的探索。论文主要内容如下:第一章,绪论...
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 物质结构研究类型及其表征方法
1.1.1 物质结构研究分类
1.1.2 结构的表征方法
1.2 同步辐射表征技术
1.2.1 同步辐射的优势
1.2.2 同步辐射光源的发展
1.2.3 同步辐射实验技术
1.3 本论文研究的重点
参考文献
第二章 同步辐射衍射及叠层相干衍射成像
2.1 同步辐射X射线衍射技术
2.1.1 X射线衍射原理
2.1.2 多晶粉末X射线衍射
2.1.3 原位同步辐射X射线衍射
2.2 X射线叠层相干衍射成像
2.2.1 X射线相干衍射成像理论
2.2.2 Ptychography成像原理
2.2.3 Ptychography相位恢复算法
2.2.4 Ptychography定量分析
2.2.5 Ptychography的应用
参考文献
第三章 新型钙钛矿太阳能电池材料CH3NH3PbI3的水稳定性研究
3.1 引言
3.2 CH3NH3PbI3材料的制备
3.3 原位同步辐射X射线衍射表征
3.3.1 同步辐射X射线衍射实验站
3.3.2 湿度控制装置及衍射几何
3.3.3 衍射数据结果分析
3.4 显微成像表征
3.5 固液分离以及成分分析
3.6 本章小结
参考文献
第四章 CsBr-PbBr2体系化合物反应机理以及结构转变研究
4.1 前言
4.2 不同溶剂对CsBr-PbBr2体系化合物的影响
4.3 PbBr2配合物中Pb原子的配位结构
4.4 CsBr-PbBr2体系化合物间结构转变研究
4.5 本章小结
参考文献
第五章 晶格应变对不同形貌CsPbBr3胶体纳米颗粒发光效率的影响
5.1 引言
5.2 CsPbBr3胶体纳米颗粒的合成与光致发光性能
5.2.1 不同形貌CsPbBr3胶体纳米颗粒的合成
5.2.2 不同形貌CsPbBr3胶体纳米颗粒光致发光性能
5.3 不同形貌CsPbBr3胶体纳米颗粒晶体结构表征
5.4 不同形貌CsPbBr3胶体纳米颗粒晶格应变分析
5.5 不同形貌CsPbBr3胶体纳米颗粒的瞬态光谱
5.6 本章小结
参考文献
第六章 快速X射线叠层相干衍射成像方法
6.1 引言
6.2 ALS成像线站COSMIC
6.2.1 COSMIC成像线站控制系统
6.2.2 数据采集和处理
6.3 快速Ptychography扫描路径
6.3.1 不同Ptychography扫描路径的开发
6.3.2 STXM优化的Ptychography快速扫描路径
6.4 结合Ptychography和STXM的谱学显微成像技术
6.4.1 STXM堆栈分析方法
6.4.2 结合Ptychography和STXM的谱学显微成像
6.5 本章小结
参考文献
第七章 总结与展望
7.1 论文内容总结
7.2 两种同步辐射技术的展望
7.2.1 同步辐射X射线衍射技术
7.2.2 X射线叠层相干衍射成像技术
参考文献
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
致谢
本文编号：3871355
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 物质结构研究类型及其表征方法
1.1.1 物质结构研究分类
1.1.2 结构的表征方法
1.2 同步辐射表征技术
1.2.1 同步辐射的优势
1.2.2 同步辐射光源的发展
1.2.3 同步辐射实验技术
1.3 本论文研究的重点
参考文献
第二章 同步辐射衍射及叠层相干衍射成像
2.1 同步辐射X射线衍射技术
2.1.1 X射线衍射原理
2.1.2 多晶粉末X射线衍射
2.1.3 原位同步辐射X射线衍射
2.2 X射线叠层相干衍射成像
2.2.1 X射线相干衍射成像理论
2.2.2 Ptychography成像原理
2.2.3 Ptychography相位恢复算法
2.2.4 Ptychography定量分析
2.2.5 Ptychography的应用
参考文献
第三章 新型钙钛矿太阳能电池材料CH3NH3PbI3的水稳定性研究
3.1 引言
3.2 CH3NH3PbI3材料的制备
3.3 原位同步辐射X射线衍射表征
3.3.1 同步辐射X射线衍射实验站
3.3.2 湿度控制装置及衍射几何
3.3.3 衍射数据结果分析
3.4 显微成像表征
3.5 固液分离以及成分分析
3.6 本章小结
参考文献
第四章 CsBr-PbBr2体系化合物反应机理以及结构转变研究
4.1 前言
4.2 不同溶剂对CsBr-PbBr2体系化合物的影响
4.3 PbBr2配合物中Pb原子的配位结构
4.4 CsBr-PbBr2体系化合物间结构转变研究
4.5 本章小结
参考文献
第五章 晶格应变对不同形貌CsPbBr3胶体纳米颗粒发光效率的影响
5.1 引言
5.2 CsPbBr3胶体纳米颗粒的合成与光致发光性能
5.2.1 不同形貌CsPbBr3胶体纳米颗粒的合成
5.2.2 不同形貌CsPbBr3胶体纳米颗粒光致发光性能
5.3 不同形貌CsPbBr3胶体纳米颗粒晶体结构表征
5.4 不同形貌CsPbBr3胶体纳米颗粒晶格应变分析
5.5 不同形貌CsPbBr3胶体纳米颗粒的瞬态光谱
5.6 本章小结
参考文献
第六章 快速X射线叠层相干衍射成像方法
6.1 引言
6.2 ALS成像线站COSMIC
6.2.1 COSMIC成像线站控制系统
6.2.2 数据采集和处理
6.3 快速Ptychography扫描路径
6.3.1 不同Ptychography扫描路径的开发
6.3.2 STXM优化的Ptychography快速扫描路径
6.4 结合Ptychography和STXM的谱学显微成像技术
6.4.1 STXM堆栈分析方法
6.4.2 结合Ptychography和STXM的谱学显微成像
6.5 本章小结
参考文献
第七章 总结与展望
7.1 论文内容总结
7.2 两种同步辐射技术的展望
7.2.1 同步辐射X射线衍射技术
7.2.2 X射线叠层相干衍射成像技术
参考文献
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
致谢
本文编号：3871355
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