在納米材料、催化劑、電池及無定形材料的研究中，對分布函數（PDF）分析已成為解析局域結構利器。然而，傳統的實驗室 XRD 獲取 PDF 數據動輒需要數小時甚至數天，許多科研人員不得不寄希望于昂貴、稀缺的同步輻射裝置。

難道我們總是需要同步輻射級別的數據嗎？如果不是，在實驗室內獲取高質量 PDF 數據的合理掃描時間是多少？

安東帕推出的 XRDynamic 500 X 射線衍射儀給出了答案：只需 1 小時，即可在實驗室內高效獲取高質量的 PDF 數據！

效率躍升：從“天”到“小時”的秘訣

傳統的實驗室 XRD 系統在獲取與同步輻射相同精度的 PDF 數據時，通常需要約 25.5 個小時。而 XRDynamic 500 通過創新的自動化索拉狹縫切換功能，將這一過程縮短。

圖1：旋轉毛細管樣品臺安裝于 XRDynamic 500 上

·       低 2θ 區域（<80°）：系統自動移入索拉狹縫，以提升峰分辨率；

·       高 2θ 區域（80° ~ 160°）：系統自動移除索拉狹縫，信號強度，優化高 Q 值的信噪比。

實驗室 XRD vs 同步輻射：各有千秋的結構利器

選取了石英（SiO?）粉末樣品，對比了同步輻射裝置（NSLS-II）與 XRDynamic 500（配備 Mo 靶）的數據表現。結果表明，實驗室級別的高自動化設備正在打破傳統局限：

圖 2: 同步輻射（紅色）與 XRDynamic 500 （黑色）采集的石英衍射圖譜。由于波長不同，數據以 Q 坐標顯示，內嵌圖對比了分辨率。

圖 3: 根據同步輻射（紅色）和 XRDynamic 500（黑色）測得的衍射圖譜所計算得到的 PDF。內嵌圖顯示了低 r 區域的 PDF 對比

極限挑戰：1小時掃描，數據真的靠譜嗎？

為了驗證掃描時間縮短對數據質量的影響，實驗分別在 12h、8h、6h、4h、3h、2h 和 1h 的不同總掃描時間下進行了對比測試。

低 r 區域一致：雖然較短的掃描時間在高 Q 區域表現出較大的噪聲，但在通常作為 PDF 擬合重點的低 r 區域（<40 ?），1h 與 12h 的 PDF 結果幾乎一致！

圖4: 根據不同掃描時間的散射數據獲得的石英PDF

晶格參數精準擬合：使用 PDFgui 軟件進行結構擬合，1h 測試所得的晶格參數 a 和 c 與 12h 測試及同步輻射數據（虛線）高度吻合。

圖5: 通過對不同掃描時間擬合所得的 PDF 獲得的晶格常數。虛線是同步輻射所得的 PDF 得到的值。

雙重配置，一機兼顧

得益于聚焦光束鏡、自動索拉狹縫和高性能 CdTe 探測器的硬核加持，安東帕 XRDynamic 500 證明了在 1 小時內獲取高質量實驗室級 PDF 數據的可行性。

更重要的是，它具備在標準 XRD 和針對 PDF 測試優化的配置之間自動切換的功能。無需妥協數據質量與測試速度，一套系統即可集成兩種結構表征方法，助力您的材料決策快人一步！

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