晶体衍射是通过入射粒子（X射线光子、中子、电子）与晶体周期性结构相互作用产生干涉图样，从而解析晶体微观结构的实验技术。其理论基础包括布拉格定律、劳厄方程和埃瓦尔德反射球模型，其中布拉格方程建立衍射角与晶面间距的定量关系，劳厄方程引入倒格矢概念扩展三维晶体衍射条件分析。实验方法涵盖粉末衍射、单晶旋转法等多种技术，X射线衍射适用于电子密度分布测定，中子衍射对轻原子及磁矩敏感，电子衍射因短波长特性用于纳米尺度结构分析。该技术已拓展至调制结构、准晶等新型材料研究领域，运动学与动力学衍射理论的协同应用提升了结构解析精度。
衍射物理基础
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主要衍射技术
X射线衍射（XRD）
电子衍射（ED）
中子衍射（ND）
设备要求：需核反应堆或散裂中子源提供强中子束流
实验方法与应用
粉末衍射法通过多晶样品实现全空间衍射数据采集，特别适用于立方晶系物相鉴定。2023年的研究显示，该方法结合Rietveld精修技术可将晶胞参数测定精度提升至±0.00005nm。
四圆单晶衍射仪通过θ/2θ联动扫描，精确测定单晶取向并采集三维倒易空间数据。转动晶体法利用单色X射线配合样品旋转，使倒格点依次进入反射球面，实现复杂晶体结构（如蛋白质）的原子坐标解析。
在凝聚态物理领域，该技术已拓展至：
理论模型发展
运动学衍射理论。
动力学衍射理论考虑多重散射引起的色散效应，通过Maxwell方程组严格求解波场分布。2023年实验表明，该模型可将Si单晶摇摆曲线拟合残差降低至0.5%以下，显著提升应变场测量精度。两种理论的协同使用，为复杂缺陷体系和超晶格材料提供多尺度分析工具。