繞射原理
多重性因子(multiplicity factor)
在粉末中——數以百萬計、朝各個方向的微小晶體——許多不同的晶面,僅僅因為間距相同,最終就繞射到同一個角度。多重性因子計算有幾個對稱等價的晶面共用某一個 d 間距,因而把它們的強度堆進同一個粉末峰。它是一個純粹的計數,能讓某個峰比另一個結構因子相同的峰高上好幾倍。
這個計數來自晶體對稱。在立方晶體中,晶形 {100} 的六個面——即 (100)、(010)、(001) 及它們的負向——間距都是 a,所以 {100} 峰的多重性為 6。{110} 晶形有十二個成員(多重性 12),{111} 有八個(多重性 8)。對稱較低的晶體會把這些拆成較小的群,所以同樣的名義指數,在四方晶胞與立方晶胞中可能有不同的多重性。所有指數都不同且非零的一般晶面 {hkl},多重性是所有之中最高的。
這之所以重要,是因為粉末峰量得的強度,是結構因子強度 |F|^2 乘以多重性(連同勞侖茲-偏極化及其他因子)。忘了多重性,你就會誤估 |F|^2、把原子排列搞錯。這純粹是粉末法的效應:在單晶工作中,每一個等價反射都分別記錄在偵測器上各自的位置,所以不會發生這種堆疊在一起的情形。
在立方粉末圖中,(111) 線收集八個等價晶面(多重性 8),而 (100) 只收集六個(多重性 6)。即使它們的結構因子相等,光憑多重性,(111) 峰就會高約 8/6 = 1.33 倍。
多重性會抬高那些擁有許多對稱等價孿生晶面的峰;它是計數因子,不是結構因子。
多重性只是粉末圖的效應。在單晶繞射中,等價反射落在分開的斑點上、各自量測,所以不套用多重性因子。
又称
另见