[發明專利]一種基于拉曼譜解析的合金材料晶體結構檢測方法

在審

• 申請號: 202111217686.6
• 申請日: 2021-10-19
• 公開（公告）號: CN113916866A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 楊學弦;劉曉亮;孫長慶;侯愛;孫恩奇
• 申請（專利權）人: 吉首大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G16C60/00;G16C20/20;G16C10/00
• 代理公司: 東莞市卓易專利代理事務所(普通合伙) 44777
• 代理人: 耿輝

1.一種基于拉曼譜解析的合金材料晶體結構檢測方法，其特征在于，通過對合金材料的拉曼聲子譜進行解譜，建立摻雜濃度與配位數、鍵長和鍵能的關系。

2.根據權利要求1所述的基于拉曼譜解析的合金材料晶體結構檢測方法，其特征在于，建立摻雜濃度與配位數、鍵長和鍵能的關系包括以下步驟：

步驟一：把整個聲子振動系統中主要振動模式對應的哈密頓量由泰勒級數進行展開，得到簡諧振動系統的振動頻移與鍵參數的函數關系式Δω_x(z，d_z，E_z，μ)，比較泰勒級數第三項與振動能量，忽略高階項可得，

通過量綱分析可以得到，項正比于E_z/d²，而

步驟二：通過實驗檢測不同濃度下的合金材料拉曼頻移并通過理論計算對應拉曼頻移下的鍵參數(配位數，鍵長和鍵能)，獲取不同濃度下的合金材料晶體結構參數；

測量得到的拉曼振動頻率：ω_x＝ω_x(1)+Δω_x(x為摻雜濃度)； (3)

ω_x(1)為參考點振動頻率，拉曼頻移為Δω_x，結合等式(2)和(3)，拉曼頻移ω_x(z)與有效配位數(z)的關系如下，

其中，

式中，ω_x(1)為不同濃度下參考點的振動頻率，ω_x(z)為不同有效配位數下對應的拉曼頻移，根據鍵弛豫理論中，配位數、鍵長和鍵能的關系，如下，

下標z和b分別表示最近鄰原子有效配位數的值和塊體值，鍵收縮系數C_Z只與有效配位數有關，是配位數的函數，E_coh代表的是原子結合能；m代表的是由物質化學鍵類型決定的鍵性質參數；

根據實驗獲取的不同濃度下的拉曼頻移與理論計算獲取的不同拉曼頻移下的配位數，鍵長和鍵能進行對比，根據拉曼頻移的特性(同一拉曼頻移對應同一晶體結構)，即可以拉曼頻移為橋梁，獲取合金材料在不同濃度下的鍵參數。

3.根據權利要求2所述的基于拉曼譜解析的合金材料晶體結構檢測方法，其特征在于，對拉曼譜進行定量解析，獲取不同濃度下的合金晶體結構參數，具體步驟如下：

步驟A：通過實驗測量合金材料拉曼譜摻雜濃度效應圖；

步驟B：根據拉曼頻移與配位數的關系式計算獲取不同拉曼頻移下的配位數；根據鍵弛豫理論結合濃度與配位數的關系，計算獲取不同濃度下的鍵長和鍵能；

步驟C：以化學鍵拉曼特征振動模為橋梁，獲取不同摻雜濃度下的配位數，鍵長，鍵能。