IUCr出版物

摘自X射线衍射50年由P.P.Ewald编辑

[pdf图标]第20章

德国

作者:E.E.Hellner和P.P.Ewald

1912年秋,当M.von Laue离开慕尼黑前往苏黎世时,W.Friedrich仍然是索末菲理论物理研究所的实验助理。劳埃·弗里德里希·克尼平(Laue-Friedrich-Kniping)论文发表后不久,P.克尼平获得了博士学位,并在柏林西门子实验室(Siemens Laboratory)从事柯立芝(Coolidge)型X射线管的开发工作。战争期间,他后来在柏林-达勒姆凯撒-威廉姆物理与电化学研究所担任J.Franck的助理,之后定居在达姆施塔特,担任技术大学讲师;然而,在接下来的几年中,他在骑摩托车时与一辆卡车发生了致命碰撞。

1913年,弗里德里希离开慕尼黑,成为弗莱堡大学诊所克伦教授妇科的X光专家,当时和今天一样,以先进的手术方法、镭和X光治疗方法而闻名。弗里德里希很快就完全被医疗问题所吸引,并最终成为柏林最著名的医院Charité附属的一家特殊医用X射线研究所的院长。

慕尼黑的设备仍在埃瓦尔德手中,但很快就被转移到了一家急救医院(包括埃瓦尔德),而这家医院是在战争爆发时在慕尼黑一所小学设立的。一年后,由于最初的医疗经验,埃瓦尔德(与格洛克和其他物理学家类似)被任命为陆军野战X射线机械师。格洛克、雷根纳、斯皮斯和其他人目睹了激烈的战斗,并在与法国的边境上进行了大量的工作,而埃瓦尔德则被派往俄罗斯战线的北部,当他于1915年秋季抵达时,战斗实际上已经停止。宁静,加上野战医院的隔离,使埃瓦尔德得以贯彻他的X射线衍射动力学理论,并于1917年成为慕尼黑大学物理讲师(Privatdogent)。

与1914年8月W.H.和W.L.布拉格取得的进展相比,德国取得的进展并不引人注目。慕尼黑小组专门研究“白色”X射线和劳厄图。一旦知道晶体结构,这些照片就可以得到详细的解释,但事实证明,它们不太适合寻找这种结构。关于弗里德里希的黄铁矿(FeS)劳厄照片2)和辉绿岩(MnS2)Ewald开发了一种非常精确地确定参数的方法,但这只能在检查W.L.Bragg发现的结构类型时才能实现。许多后来的工作,由曼彻斯特的帕克和怀特豪斯(1932)用傅里叶方法证实了参数测定的准确性。

在伦琴研究所,他的高级讲师瓦格纳从事衍射研究。瓦格纳是一位实验主义者,他对物理论证有着深刻的理解,而对数学证明几乎一无所知。他不相信劳厄图中的衍射光线只包含一个波长,或者可能还包含一到两个泛音。因此,他要求他的学生R.Glocker通过在第二块平行晶体上反射光线来分析其中一条光线。当第二块水晶给出一张只有几个斑点的图表时,这最终说服了瓦格纳。后来(1920年)瓦格纳在X射线光谱方面做了重要工作;他特别指出了银溴吸收边对照相记录的光谱强度的影响。在这项工作的过程中,他发现,从缓慢旋转的晶体中获得的光谱不仅被强烈特征辐射的暗线穿过,而且还被比连续背景暗得多的微弱白线(“阿芙伦斯利宁”)穿过。它们要么与黑线平行,要么以一定的角度倾斜。很快,当布拉格条件满足于一个以上的原子网平面时,就会出现微弱的线条,因此能量会偏离到另一个方向。在柏林西门子公司实验室工作的O.Berg于1926年对这些“Aufhellungslinien”进行了深入研究。

在1914-18年的战争期间,实验研究几乎陷入停滞,除了在哥廷根,荷兰籍的P.Debye和瑞士研究生工作者P.Scherrer没有受到征兵的影响。1916年,他们在试图获取氟化锂原子周围电子云的证据时,发现了粉末图解的方法,但这个故事最好在舍勒的《个人回忆》第七部分中读到。这种方法激起的热情很好地体现在一位著名的晶体学家A.Johnsen的评论中,他当时是基尔的教授,后来在柏林。当他向作者解释这个方法时,他最终严肃地说——让听众感到恐惧——“我们现在已经摆脱了寻找足够好的晶体进行结构分析的所有困难,我们只需去收集矿物,研磨我们发现的任何晶体,无论是好的还是坏的。”两篇有趣的论文Physikalische Zeitschrift公司1917年和1918年出现了粉末图索引,第一位是C.Runge,第二位是A.Johnsen和O.Toeplitz。

当时,颜色鲜艳的胶体金属的性质仍然未知,哥廷根胶体化学教授Szigmondy对此进行了推测。舍勒运用他的新研究方法表明,胶体金给出了与金屑基本相同的图表,但线条更宽。他将加宽解释为由于非常小的粒径,并开发了一个公式,通过该公式可以根据加宽确定粒径。这开辟了一个研究领域,随后将导致许多重要应用,尤其是与催化剂有关的应用(R.Brill)。

同样在战争期间,当时在瓦茨堡的H.Seemann开始了一系列关于衍射射线成像几何学的广泛研究。这导致他建造了新型相机,既用于获取照片图表的传统方法,也用于广角和“完整”图表。后来,他在自己的实验室制造了多种类型的可拆卸X射线管和相机,工艺精湛。广角法给出的强度数据不易解释,因此不太适合于结构分析,也不适合于晶格常数的精确测定。

战后发生了许多变化。瓦格纳(E.Wagner)成为瓦茨堡(Würzburg)的教授,1923年伦琴(Röntgen)去世后,在伦琴的故居组织了一个小型博物馆,纪念伦琴的发现。这座博物馆后来由瓦格纳的继任者H.奥特(H.Ott)负责管理,在1945年第二次世界大战最后一次轰炸中,瓦茨堡大部分地区遭到猛烈轰炸,博物馆奇迹般地幸存下来;它现在已经部分转移到伦琴出生地伦内普的博物馆。

R.格洛克(R.Glocker)于1919年以野外X射线技师的身份毕业后,定居在他的家乡斯图加特,并开始在技术大学建立一个X射线实验室,其资金主要来自工业的实物或金钱捐助。尽管发生了战后金融危机,但几年后,这家实验室还是成为了设备最好、人员配备最好的X射线实验室。通常,X射线设备工厂将最新改进的高压和稳定机器送往那里进行测试,并选择了各种形状、聚焦形式和靶材料的X射线管,这引起了游客的嫉妒,尤其是来自美国的游客,因为美国的管生产标准化,以满足医疗需求,进口外国产品需要特别许可。(此外,C.H.F.Müller管的价格是美国管的一半。)一流的仪器制造商组成了该研究所的重要组成部分。除了为其融资所需的日常和测试工作外,该研究所的工作在很大程度上受格洛克自身利益的支配。这些是:

1) 金属结构和纹理,尤其是退火硬化,以及杂质对再结晶的影响。

2) 大约从1935年起,X射线测定组合部件的应力,例如原位桥梁的主梁。便携式X射线管和反反射照相机在实验室中进行了建造和测试。

3) 对X射线的照相和生物作用的研究,以及后来对穿透电子射线的研究。

4) 剂量测定和辐射防护。作为放射科医生协会委员会在这一问题上的长期成员,格洛克及其同事为定义伦琴和拉德等实用单位以及正确的测量方法作出了宝贵贡献。

格洛克的许多长期合作伙伴包括U.Dehlinger(斯图加特)、K.Schäfer(现就职于路德维希港的I.G.Farbenindustrie)、R.Berthold(现在比提格海姆制造X射线设备)、H.Kiessig、W.Frohnmayer、L.Graf、R.Glauner、E.Oswald。事实上,除了达尔莱姆的研究所外,该研究所还是X射线晶体学家的主要苗床。结构分析只是偶然发生的,仍停留在原始水平;重点放在需要物理学家训练才能解决的工程类问题上。1932年在斯图加特成立凯撒-威廉姆金属研究所时,该研究所紧邻格洛克研究所,格洛克研究院随后成为KW.I.金属研究所的一个独立部门,这是其目前的状态。这种密切的联系对双方都有利。在Köster的指导下,在Scheil、Nowotny(现居维也纳)、Schubert等的帮助下,研究了大量的金属间体系,确定了它们的晶体结构和其他物理性质。格洛克在里希特、亨德斯和其他人的支持下,还对液态金属和合金的结构感兴趣。Dehlinger、Ganzhorn和Bader就过渡元素的铁磁性质发展了一种键结构理论。在Grube部分,Kubatschewski(现在在英国)和Weibke对金属和合金的物理化学性质进行了研究;Kochendörfer提出了晶体断裂和弹性常数与空位能和表面能之间的关系的理论。Seeger在他的部分中发表了几篇关于金属缺陷的电子理论原因和塑性变形金属中X射线小角度散射的解释的论文。最近为《Sondermetalle》开设的一个章节将研究铀、锆等合金的系统——格洛克的《X射线材料测试》教科书,现已出版第四版,以及德林格的书Theoretische Metallkunde公司1955年,应被视为研究所工作的宝贵成果。

1930年,斯图加特技术大学成立了一个理论物理研究所,由P.P.Ewald领导,该研究所以慕尼黑为例,主要针对晶体进行了适度的实验研究。实验助理是M.Ruhemann(现在在曼彻斯特),他刚刚从柏林的F.Simon名下毕业。他建造了一个简单的低温相机,用于在相机中心的毛细管中生长氮晶体,这是一个非常原创的贡献,可能很值得恢复和进一步发展。两年后,鲁赫曼被M.Renninger(现马尔堡)接替,他建造了一台双晶光谱仪,用于研究威廉·布拉格爵士首先注意到的钻石迷人的222反射,由于点原子不可能出现这种反射,因此它给出了钻石中碳原子的实际形状指示。在这些实验的过程中,雷宁格发现,如果晶体的八面体表面自身转动,即通过改变入射平面或方位角而不改变布拉格角,则布拉格角下从晶体八面体面反射的强度会发生变化。通常很弱的222反射在特定方位下会增强10倍。很快就表明,当能量通过其他平面上的同时反射被输送到直接222反射的方向时,就会发生这种情况;因此,这种现象被称为“Umweganregung”(同时反射),与瓦格纳发现的跨越光谱的微弱线条相对应。

该研究所的理论工作包括收集已知结构(Strukturbericht公司)由Ewald和C.Hermann共同编辑Zeitschrift für Kristallographie公司、规划和后期的编辑国际晶体结构测定表(赫尔曼),X射线衍射评论文章Handbuch der Physik公司以及缪勒-普利特(Müller-Pouillet)的《固态》(Solid State),以及C.赫尔曼(C.Hermann)的《结构理论》(Structure Theory)论文,这些论文为Schoenflies空间群符号被更系统的现代符号所取代铺平了道路。H.Hönl发展了包括色散在内的原子因子理论,这一理论在很长一段时间后为Bijvoet区分光学活性化合物d和l晶体中原子排列的优雅方法奠定了理论基础。

1937年埃瓦尔德离开德国之前,赫尔曼已经加入了R.Brill在奥博的I.G.Farben实验室工作,不久之后,伦宁格也加入了该实验室;该研究所移交给了U.Dehlinger,并与KW.I.für Metallforschung密切相关。它在斯图加特爆炸事件中被直接摧毁。

沃尔特·科塞尔(Walter Kossel)是德国最杰出的物理学家晶体学家之一,他在与勒纳德(Lenard)一起毕业后,于第一次世界大战结束时来到慕尼黑,加入了索末菲(Sommerfeld)的团队。他和慕尼黑物理化学教授K.Fajans根据波尔理论的早期阶段,从化学键和电键力、原子电荷和极化率的角度讨论了晶体结构的早期示例。1921年,科塞尔成为基尔的教授,后来成为丹泽技术大学物理实验室的负责人。正是在这里,他开发了“晶体源图”,衍射效应不是平面X波,而是晶体内原子在电子轰击或硬X射线入射激发下发射的球面波。劳厄的一篇最优雅的论文根据X射线衍射动力学理论讨论了这些图表。科塞尔在丹泽的学生和同事包括莫伦施泰特、博尔曼和福格斯。第二次世界大战后,科塞尔成为图宾根的物理学教授,并于1956年去世。

柏林-达尔莱姆发展出一个非常重要的X射线衍射中心(见第七部分H·马克和M·波兰尼的回忆)。从1920年起,r.O.Herzog领导下的Kaiser-Wilhelm-Institut für Faserstoffchemie将衍射方法应用于纤维和其他高聚物的研究,是最重要的。赫尔佐格本人和W.扬克(W.Jahnke)在哥廷根与舍勒(Scherrer)合作时,掌握了制造可靠的可拆卸X射线管的技术,他们开始了这项工作,很快就有了M.Polanyi的加入。根据西川和小野早在1913年给出的线索,获得了纤维素纤维、丝素蛋白和其他材料的图表,这些材料可能会因应力而部分取向。可以确定沿着纤维轴的重复距离,并且Polanyi、Mark和Weissenberg也被激励在单晶结构测定中使用旋转图。

Weissenberg在测角仪中发展了将单层线延伸到二维图像的想法,并建造了第一台这样的仪器。同时,纤维和加工变形金属的衍射图之间的相似性促使波兰尼研究了单金属晶体的变形。他和H.Mark发现了单晶锡的滑移特性,不久之后,E.Schmid发现了滑移的动力学条件,即滑移面内沿滑移方向的临界剪应力分量定律。

当赫尔佐格研究所于1927年停业时,其建筑和设施被W.Eitel接管,成立了一个新的硅酸盐化学研究所。马克创立了一所充满活力的晶体结构分析学校,他于1927年离开达尔莱姆,并在I.G.Farbenindustries的路德维希港工作中创建了一个著名的工业X射线实验室。该公司在Oppau工厂已经有一个X射线实验室,由R.Brill领导。

在F.Haber被解雇后(见劳厄自传,第298页),Dahlem的凯撒-威廉姆物理和电化学研究所由Thiessen领导。在这里,M.v.Ardenne开发了一种通用电子显微镜,主要用于研究高聚物。后来,该研究所更名为“Fritz-Haber-institute”,直到1959年2月,Max von Laue一直担任该研究所的所长。在他关于X射线光学的章节中,G.Borrmann研究了布拉格反射条件下晶体反常透明度的影响,并以他的名字命名,随后在他的观察中补充了变形和温度梯度对晶体透明度的影响以及其中的能流路径。后者是冯·劳厄重要理论研究的主题。德国柏林技术大学(现为宾夕法尼亚州立大学)的米勒研制了场电子显微镜。德雷克斯勒正在哈伯研究所继续他的工作。在钼截面中,电子束尤其是MgO晶体中电子束的抗干扰性是一个重要问题。除了克劳德利石、复杂钴化合物和一些有机物质的结构测定之外,斯特兰斯基部分继续计算了同极性晶体的表面能,并研究了不同结晶和成核条件对表面组合和其他物理化学性质的影响。

Hosemann及其合作者对几个领域感兴趣:借助卷积运算计算晶体中的电子密度分布,通过折叠运算分析小角度散射(Faltungsin integral),及其在高聚物和胶体物质中的应用,副晶体结构,他与S.N.Bagchi在傅里叶变换理论和展开过程方面的工作最近在一本书中进行了总结物质衍射的直接分析(North-Holland Publ.Co.,1962)。

1959年,弗里茨-哈伯研究所(Fritz-Haber-Institute)由R.Brill领导,他于1946年从美国回国。在许多其他主题中,他感兴趣的是金刚石中成键电子对X射线强度(各向异性原子散射因子)的影响。该研究所创建了一个新的晶体结构测定部分,包括一个中子衍射小组。

在W.Eitel领导下的K.W.I.für Silikatforschung中,Schusterius、Radczewski和O'Daniel对电子显微镜在矿物学中的应用感兴趣,尤其是在粘土矿物和水泥相中的应用。迪特泽尔的兴趣在于研究眼镜和不同的工业应用。艾特尔(现居美国托莱多)写了他的重要著作硅藻土物理化学这本书于战后在美国出版了新版本(1954年)。在第二次世界大战期间,该研究所部分转移到了罗恩,迪特泽尔从那里在瓦茨堡创建了一个新的研究所。自1952年以来,贾戈津斯基(1959年起,他也是卡尔斯鲁厄的教授)成立了一个晶体结构研究专区,在那里他继续研究有序和无序问题,温石棉和抗纤蛇纹石(后一个问题在达姆施塔特由昆泽继续存在)。当时Flörke和Saalfeld也属于该研究所,致力于SiO的改性2,分别为Al2O(运行).nH型2O.(Flörke自1959年起在苏黎世,Saalfeld自1960年起在Saarbrücken。)

在其他凯撒-威廉姆研究所中,应该提到杜塞尔多夫K.W.I.铁研究所,因为自1922年以来,F.Wever在那里对铁合金相图和钢铁的变形特性进行了深入研究。

除了I.G.Farben实验室外,X射线工作的主要工业实验室是电气行业的实验室,尤其是西门子和欧司朗工厂。在靠近Dahlem的Gross-Lihterfelde的Materialprüfamt(材料研究站)也对金属进行了研究。G.Sachs在法兰克福/美因加入Metallgesellschaft之前在那里工作了几年。

在大学里,晶体学与矿物学相结合,一些矿物学系使用X射线方法,例如格雷夫斯瓦尔德的R.Gross。在莱比锡,F.Rinne和E.Schiebold发展了教学方面,为方法和仪器的发展做出了贡献(Schiebold-Sauter测角仪),并有相当数量的高级学生,其中包括E.Onorato(石膏结构,1927年)。

尼格利凭借其对矿物学的广泛而卓越的调查,很早就认识到数学结晶学在研究晶体形态、物理和化学性质方面的重要性。1915年至1918年间,他在莱比锡的莱恩学院工作。一年后,他在《图宾根》中写道Geometriche Kristalographie des Diskontinuums公司.在他著名的教科书中Lehrbuch der Mineralogie und Kristallchemie公司在三个版本中,他指出了晶体化学对矿物学、地球化学等的重要性立体化学试剂(1945年)他在接下来的几年(1949年/50年)出版了一本完整的浓缩的空间团体象征,后来成为P.Terpstra的书的主题空间组简介(J.B.Walters,格罗宁根,1955年)。

1929年,奥斯陆的V.M.Goldschmidt接任哥廷根大学矿物学和结晶学系主任;在这里,他通过对晶体结构的研究,继续了关于元素和离子半径的基础工作。他的结果发表在基础系列中元素地球化学奥斯陆挪威科学院。当时,恩斯特、拉维斯和维特是他的助手。1935年初,由于政治原因,V.M.Goldschmidt不得不离开德国。晶体结构的研究主要由这三位助理继续进行,他们后来成为讲师。拉维斯与维特和瓦尔鲍姆一起在金属间化合物方面做了重要工作。此外,他还制定了许多教科书中使用的结构类型命名法。

Machatschki曾与奥斯陆的V.M.Goldschmidt和曼彻斯特的W.L.Bragg合作,后来成为杜宾根大学的矿物学教授,继续从事硅酸盐和氧化物的结构分析工作,就硅酸盐的原子结构和硅酸盐结构之间的关系讨论硅酸盐的化学公式。在慕尼黑呆了三年后,他于1944年成为维也纳矿物学研究所所长。

第二次世界大战后,拉维斯开始在贾戈津斯基和海尔纳的协助下,通过扩建矿物学研究所,在马尔堡/拉恩建立了一个结构分析中心。1947年,他成功地与政府谈判建立了该中心的第二部分,即由C.赫尔曼领导的新晶体结构研究所。

赫尔曼的工作主要是理论性的,将群论应用于三维及三维以上的数学结晶学,并为晶格复合体设计了一个命名法。在与路德维希港,特别是与H.U.Lenné的合作中,他还对尿素加合物进行了有趣的结构研究。战争开始时,赫尔曼和伦宁格都曾在I.G.Farben的Oppau实验室的R.Brill手下工作。正是在这里,布里尔、格林、赫尔曼和彼得斯进行了著名的调查(Ann.d.Phys。,Lpz(磅/平方英寸)。通过精确的强度测量和傅里叶合成的批判性讨论,尽可能多地了解简单晶体中的电子分布。雷宁格在20°K温度下对岩盐进行了额外的强度测量,但由于战争原因,公布被推迟。现在,在马尔堡的新研究所加入赫尔曼之后,雷宁格建造了一台三晶体光谱仪,用它以前所未有的精度测量了近完美晶体的反射曲线。

1948年底,拉维斯离开马尔堡前往芝加哥,温克勒接替了他的职务。他发现了真氪石和一些碱性氟铝酸盐的晶体结构,并与热多态性的结构讨论相联系。E.Hellner在马尔堡开始了对硫化物结构的研究;在芝加哥短暂逗留后,自1959年以来,他一直在基尔继续这些活动。

1947年,O'Daniel成为法兰克福矿物学研究所所长,在那里他继续研究水泥和其他硅酸盐的问题,这是他在K.W.I.für Silikatforschung开始的。他与Th.Hahn一起创建了一个新的学校,用于硅酸盐结构类似物的X射线研究,例如氟铍酸盐。电子计算机的编程和测量X射线强度的校正是其他感兴趣的领域。

作为a.Johnsen在柏林的学生,G.Menzer于1926年成功地测定了石榴石的结构。第二次世界大战结束时,在德国国际物理学院工作了七年后,他离开了柏林,在慕尼黑大学的杜宾根(Tubingen)担任了两年的结晶学教授,在那里他继续与Dachs等人一起进行结构工作。与C.赫尔曼一样,他的兴趣属于同形性、空间群命名和晶格复合体。作为均匀性的一个可能示例,重新检查了铋铁矿的结构。除了X射线工作外,他还将中子衍射应用于晶体结构中氢原子的定位。

1952年,泽曼成为主管后,哥廷根成立了一个新的X射线分析中心。他的学校已经测定了大量硅酸盐、磷酸盐和硫酸盐的结构。

除了X射线分析的应用外,矿物学研究所在晶体生长和溶解度、孪晶、外延等经典晶体学领域正在进行许多有趣的工作,例如波恩后期达姆施塔特的纽豪斯;斯潘根伯格在布雷斯劳、基尔和图宾根;哈勒和穆斯特的塞弗特;克莱伯在波恩,自1953年以来在柏林等地。

许多无机化学研究所从事晶体结构的测定。Thilo自1938年在柏林开始,除了在格拉茨的一小段时间(1943-1946)外,他对硅酸盐及其类似物、磷酸盐和砷酸盐的化学和结构特性感兴趣。第二次世界大战后,在德国科学院的帮助下,在(东)柏林成立了晶体结构研究所,由K.Boll Dornberger女士领导。除了结构决定之外,她对无序结构及其由“序-序”或OD-群进行的解释特别感兴趣。

从液氨中碱性合金的研究开始,Zintl(1933)在达姆施塔特技术大学创建了一所无机和物理化学学校。他特别感兴趣的是那些在晶体结构中形成阴离子的元素合金的晶体化学(Zintl-Grenze)。发现了许多新的结构类型。辛特于1941年去世,享年43岁。布里尔在战争结束前一直是他的继任者。战争结束后,威特接替了布里尔,与沃尔费尔一起,通过更准确地测量强度,重新检查了NaCI、LiF、Al等的傅里叶合成。

另一所无机学校是由克莱姆创立的,最初在丹泽,第二次世界大战后在基尔,后来在穆斯特;他把磁性和晶体结构联系起来。一本书(磁化学1936年)在这一领域取得了初步成果,并提出了许多鼓舞人心的建议。

有机和生物化学物质结构研究中心成立于1959年,成立于Max-Planck-Institut für Eiweiss und Lederforschung,由W.Hoppe领导,他也是慕尼黑技术大学物理化学研究所的讲师。解释布拉格散射方向以外的漫射热波散射,以及用卷积分子法测定晶体结构是他最喜欢的两门学科。用于自动记录单晶X射线强度的测角仪正在研制中。此外,学校由鲍尔在弗莱堡(1944年)创建,朱扎在海德堡(1942年)创建(自1952年起在基尔);还有波恩的克雷布斯。

以马克斯·波恩的著作为代表的重要理论发展克里斯塔尔基特迪纳米克(1915年)和祖斯坦兹森林原子理论(1923)开启了对固态许多物理性质的理解,首先是基于经典动力学原理,后来是基于量子力学和波动力学。物理学的一个新领域迅速发展,同时也与晶体结构知识的不断增长密切相关。第二次世界大战前的'年,莫特和他在布里斯托尔的学校的工作向前迈出了第二大步。A.Smekal在Halle中强调了Born使用的完美周期晶体模型可以解释的物理特性与“结构敏感特性”之间的差异(他指的是由晶体的缺陷、杂质或畴结构决定的特性)对此,波恩的理论显然是不够的。后者包括机械强度、扩散、荧光和磷光、通常是介电性能和表面张力等。莫特应用的新思想围绕晶体作为波-机械系统的能带图;此外,对于解释晶体结构中各种类型的位错的力学性质也变得至关重要。在第二次世界大战期间和之后,由于Smekal分类的技术重要性(磷光体、整流器、晶体管、铁磁和铁电材料),特别是在美国,对其结构敏感特性进行了深入研究。但德国的工业实验室,尤其是西门子公司的实验室,现在位于爱尔兰根附近,也为这些进步做出了贡献。

固体物理学和新晶体学的各个方面在著名的《德国手稿》和《年鉴》中反复总结。

在本报告结束之前,我们应该感谢“德国知识产权协会”对整个研究领域的支持,该协会于40多年前成立,现已更名为“德意志知识产权协会(Deutsche Forschungsgemeinschaft)”。这项支持包括1956年的第一台电子计算机,以及1960年用于基础研究的IBM704。

德意志联邦共和国总统创建的“Wissenschaftsrat”理事会认识到需要促进德国的基础研究,于1960年建议扩大德国大学的规模,特别是在教职员工和助理人数方面,但也包括设施和住房。可以预期,这种改进也将证明对晶体结构研究领域有益。


荷兰乌得勒支N.V.A.Oosthoek的Uitgeversamatschappij于1962年首次为国际结晶学联合会出版
1999年苏格兰格拉斯哥IUCr第十八届大会数字化
©19621999国际结晶学联合会

摘自X射线衍射50年由P.P.Ewald编辑

[pdf图标]第20章

德国

作者:E.E.Hellner和P.P.Ewald

1912年秋,当M.von Laue离开慕尼黑前往苏黎世时,W.Friedrich仍然是索末菲理论物理研究所的实验助理。劳埃·弗里德里希·克尼平(Laue-Friedrich-Kniping)论文发表后不久,P.克尼平获得了博士学位,并在柏林西门子实验室(Siemens Laboratory)从事柯立芝(Coolidge)型X射线管的开发工作。战争期间,他后来在柏林-达勒姆凯撒-威廉姆物理与电化学研究所担任J.Franck的助理,之后定居在达姆施塔特,担任技术大学讲师;然而,在接下来的几年中,他在骑摩托车时与一辆卡车发生了致命碰撞。

1913年,弗里德里希离开慕尼黑,成为弗莱堡大学诊所克伦教授妇科的X光专家,当时和今天一样,以先进的手术方法、镭和X光治疗方法而闻名。弗里德里希很快就完全被医疗问题所吸引,并最终成为柏林最著名的医院Charité附属的一家特殊医用X射线研究所的院长。

慕尼黑的设备仍在埃瓦尔德手中,但很快就被转移到了一家急救医院(包括埃瓦尔德),而这家医院是在战争爆发时在慕尼黑一所小学设立的。一年后,由于最初的医疗经验,埃瓦尔德(与格洛克和其他物理学家类似)被任命为陆军野战X射线机械师。格洛克、雷根纳、斯皮斯和其他人目睹了激烈的战斗,并在与法国的边境上进行了大量的工作,而埃瓦尔德则被派往俄罗斯战线的北部,当他于1915年秋季抵达时,战斗实际上已经停止。宁静,加上野战医院的隔离,使埃瓦尔德得以贯彻他的X射线衍射动力学理论,并于1917年成为慕尼黑大学物理讲师(Privatdogent)。

与1914年8月W.H.和W.L.布拉格取得的进展相比,德国取得的进展并不引人注目。慕尼黑小组专门研究“白色”X射线和劳厄图。一旦知道晶体结构,这些照片就可以得到详细的解释,但事实证明,它们不太适合寻找这种结构。关于弗里德里希的黄铁矿(FeS)劳厄照片2)和辉绿岩(MnS2)Ewald开发了一种非常精确地确定参数的方法,但这只能在检查W.L.Bragg发现的结构类型时才能实现。许多后来的工作,由曼彻斯特的帕克和怀特豪斯(1932)用傅里叶方法证实了参数测定的准确性。

在伦琴研究所,他的高级讲师瓦格纳从事衍射研究。瓦格纳是一位实验主义者,他对物理论证有着深刻的理解,而对数学证明几乎一无所知。他不相信劳厄图中的衍射光线只包含一个波长,或者可能还包含一到两个泛音。因此,他要求他的学生R.Glocker通过在第二块平行晶体上反射光线来分析其中一条光线。当第二块水晶给出一张只有几个斑点的图表时,这最终说服了瓦格纳。后来(1920年)瓦格纳在X射线光谱方面做了重要工作;他特别指出了银溴吸收边对照相记录的光谱强度的影响。在这项工作的过程中,他发现,从缓慢旋转的晶体中获得的光谱不仅被强烈特征辐射的暗线穿过,而且还被比连续背景暗得多的微弱白线(“阿芙伦斯利宁”)穿过。它们要么与黑线平行,要么以一定的角度倾斜。很快,当布拉格条件满足于一个以上的原子网平面时,就会出现微弱的线条,因此能量会偏离到另一个方向。在柏林西门子公司实验室工作的O.Berg于1926年对这些“Aufhellungslinien”进行了深入研究。

在1914-18年的战争期间,实验研究几乎陷入停滞,除了在哥廷根,荷兰籍的P.Debye和瑞士研究生工作者P.Scherrer没有受到征兵的影响。1916年,他们在试图获取氟化锂原子周围电子云的证据时,发现了粉末图解的方法,但这个故事最好在舍勒的《个人回忆》第七部分中读到。这种方法激起的热情很好地体现在一位著名的晶体学家A.Johnsen的评论中,他当时是基尔的教授,后来在柏林。当他向作者解释这个方法时,他最终严肃地说——让听众感到恐惧——“我们现在已经摆脱了寻找足够好的晶体进行结构分析的所有困难,我们只需去收集矿物,研磨我们发现的任何晶体,无论是好的还是坏的。”两篇有趣的论文Physikalische Zeitschrift公司1917年和1918年出现了粉末图索引,第一位是C.Runge,第二位是A.Johnsen和O.Toeplitz。

当时,颜色鲜艳的胶体金属的性质仍然未知,哥廷根胶体化学教授Szigmondy对此进行了推测。舍勒运用他的新研究方法表明,胶体金给出了与金屑基本相同的图表,但线条更宽。他将加宽解释为由于非常小的粒径,并开发了一个公式,通过该公式可以根据加宽确定粒径。这开辟了一个研究领域,随后将导致许多重要应用,尤其是与催化剂有关的应用(R.Brill)。

同样在战争期间,当时在瓦茨堡的H.Seemann开始了一系列关于衍射射线成像几何学的广泛研究。这导致他建造了新型相机,既用于获取照片图表的传统方法,也用于广角和“完整”图表。后来,他在自己的实验室制造了多种类型的可拆卸X射线管和相机,工艺精湛。广角法给出的强度数据不易解释,因此不太适合于结构分析,也不适合于晶格常数的精确测定。

战后发生了许多变化。瓦格纳(E.Wagner)成为瓦茨堡(Würzburg)的教授,1923年伦琴(Röntgen)去世后,在伦琴的故居组织了一个小型博物馆,纪念伦琴的发现。这座博物馆后来由瓦格纳的继任者H.奥特(H.Ott)负责管理,在1945年第二次世界大战最后一次轰炸中,瓦茨堡大部分地区遭到猛烈轰炸,博物馆奇迹般地幸存下来;它现在已经部分转移到伦琴出生地伦内普的博物馆。

R.格洛克(R.Glocker)于1919年以野外X射线技师的身份毕业后,定居在他的家乡斯图加特,并开始在技术大学建立一个X射线实验室,其资金主要来自工业的实物或金钱捐助。尽管发生了战后金融危机,但几年后,这家实验室还是成为了设备最好、人员配备最好的X射线实验室。通常,X射线设备工厂将最新改进的高压和稳定机器送往那里进行测试,并选择了各种形状、聚焦形式和靶材料的X射线管,这引起了游客的嫉妒,尤其是来自美国的游客,因为美国的管生产标准化,以满足医疗需求,进口外国产品需要特别许可。(此外,C.H.F.Müller管的价格是美国管的一半。)一流的仪器制造商组成了该研究所的重要组成部分。除了为其融资所需的日常和测试工作外,该研究所的工作在很大程度上受格洛克自身利益的支配。这些是:

1) 金属结构和纹理,尤其是退火硬化,以及杂质对再结晶的影响。

2) 大约从1935年起,X射线测定组合部件的应力,例如原位桥梁的主梁。便携式X射线管和反反射照相机在实验室中进行了建造和测试。

3) 对X射线的照相和生物作用的研究,以及后来对穿透电子射线的研究。

4) 剂量测定和辐射防护。作为放射科医生协会委员会在这一问题上的长期成员,格洛克及其同事为定义伦琴和拉德等实用单位以及正确的测量方法作出了宝贵贡献。

格洛克的许多长期合作伙伴包括U.Dehlinger(斯图加特)、K.Schäfer(现就职于路德维希港的I.G.Farbenindustrie)、R.Berthold(现在比提格海姆制造X射线设备)、H.Kiessig、W.Frohnmayer、L.Graf、R.Glauner、E.Oswald。事实上,除了达尔莱姆的研究所外,该研究所还是X射线晶体学家的主要苗床。结构分析只是偶然发生的,仍停留在原始水平;重点放在需要物理学家训练才能解决的工程类问题上。1932年在斯图加特成立凯撒-威廉姆金属研究所时,该研究所紧邻格洛克研究所,格洛克研究院随后成为KW.I.金属研究所的一个独立部门,这是其目前的状态。这种密切的联系对双方都有利。在Köster的指导下,在Scheil、Nowotny(现居维也纳)、Schubert等的帮助下,研究了大量的金属间体系,确定了它们的晶体结构和其他物理性质。格洛克在里希特、亨德斯和其他人的支持下,还对液态金属和合金的结构感兴趣。Dehlinger、Ganzhorn和Bader就过渡元素的铁磁性质发展了一种键结构理论。在Grube部分,Kubatschewski(现在在英国)和Weibke对金属和合金的物理化学性质进行了研究;Kochendörfer提出了晶体断裂和弹性常数与空位能和表面能之间的关系的理论。Seeger在他的部分中发表了几篇关于金属缺陷的电子理论原因和塑性变形金属中X射线小角度散射的解释的论文。最近为《Sondermetalle》开设的一个章节将研究铀、锆等合金的系统——格洛克的《X射线材料测试》教科书,现已出版第四版,以及德林格的书Theoretische Metallkunde公司1955年,应被视为研究所工作的宝贵成果。

1930年,斯图加特技术大学成立了一个理论物理研究所,由P.P.Ewald领导,该研究所以慕尼黑为例,主要针对晶体进行了适度的实验研究。实验助理是M.Ruhemann(现在在曼彻斯特),他刚刚从柏林的F.Simon名下毕业。他建造了一个简单的低温相机,用于在相机中心的毛细管中生长氮晶体,这是一个非常原创的贡献,可能很值得恢复和进一步发展。两年后,鲁赫曼被M.Renninger(现马尔堡)接替,他建造了一台双晶光谱仪,用于研究威廉·布拉格爵士首先注意到的钻石迷人的222反射,由于点原子不可能出现这种反射,因此它给出了钻石中碳原子的实际形状指示。在这些实验的过程中,雷宁格发现,如果晶体的八面体表面自身转动,即通过改变入射平面或方位角而不改变布拉格角,则布拉格角下从晶体八面体面反射的强度会发生变化。通常很弱的222反射在特定方位下会增强10倍。很快就表明,当能量通过其他平面上的同时反射被输送到直接222反射的方向时,就会发生这种情况;因此,这种现象被称为“Umweganregung”(同时反射),与瓦格纳发现的跨越光谱的微弱线条相对应。

该研究所的理论工作包括收集已知结构(Strukturbericht公司)由Ewald和C.Hermann共同编辑Zeitschrift für Kristallographie公司、规划和后期的编辑国际晶体结构测定表(赫尔曼),X射线衍射评论文章Handbuch der Physik公司以及缪勒-普利特(Müller-Pouillet)的《固态》(Solid State),以及C.赫尔曼(C.Hermann)的《结构理论》(Structure Theory)论文,这些论文为Schoenflies空间群符号被更系统的现代符号所取代铺平了道路。H.Hönl发展了包括色散在内的原子因子理论,这一理论在很长一段时间后为Bijvoet区分光学活性化合物d和l晶体中原子排列的优雅方法奠定了理论基础。

1937年埃瓦尔德离开德国之前,赫尔曼已经加入了R.Brill在奥博的I.G.Farben实验室工作,不久之后,伦宁格也加入了该实验室;该研究所移交给了U.Dehlinger,并与KW.I.für Metallforschung密切相关。它在斯图加特爆炸事件中被直接摧毁。

沃尔特·科塞尔(Walter Kossel)是德国最杰出的物理学家晶体学家之一,他在与勒纳德(Lenard)一起毕业后,于第一次世界大战结束时来到慕尼黑,加入了索末菲(Sommerfeld)的团队。他和慕尼黑物理化学教授K.Fajans根据波尔理论的早期阶段,从化学键和电键力、原子电荷和极化率的角度讨论了晶体结构的早期示例。1921年,科塞尔成为基尔的教授,后来成为丹泽技术大学物理实验室的负责人。正是在这里,他开发了“晶体源图”,衍射效应不是平面X波,而是晶体内原子在电子轰击或硬X射线入射激发下发射的球面波。劳厄的一篇最优雅的论文根据X射线衍射动力学理论讨论了这些图表。科塞尔在丹泽的学生和同事包括莫伦施泰特、博尔曼和福格斯。第二次世界大战后,科塞尔成为图宾根的物理学教授,并于1956年去世。

柏林-达尔莱姆发展出一个非常重要的X射线衍射中心(见第七部分H·马克和M·波兰尼的回忆)。从1920年起,r.O.Herzog领导下的Kaiser-Wilhelm-Institut für Faserstoffchemie将衍射方法应用于纤维和其他高聚物的研究,是最重要的。赫尔佐格本人和W.扬克(W.Jahnke)在哥廷根与舍勒(Scherrer)合作时,掌握了制造可靠的可拆卸X射线管的技术,他们开始了这项工作,很快就有了M.Polanyi的加入。根据西川和小野早在1913年给出的线索,获得了纤维素纤维、丝素蛋白和其他材料的图表,这些材料可能会因应力而部分取向。可以确定沿着纤维轴的重复距离,并且Polanyi、Mark和Weissenberg也被激励在单晶结构测定中使用旋转图。

Weissenberg在测角仪中发展了将单层线延伸到二维图像的想法,并建造了第一台这样的仪器。同时,纤维和加工变形金属的衍射图之间的相似性促使波兰尼研究了单金属晶体的变形。他和H.Mark发现了单晶锡的滑移特性,不久之后,E.Schmid发现了滑移的动力学条件,即滑移面内沿滑移方向的临界剪应力分量定律。

当赫尔佐格研究所于1927年停业时,其建筑和设施被W.Eitel接管,成立了一个新的硅酸盐化学研究所。马克创立了一所充满活力的晶体结构分析学校,他于1927年离开达尔莱姆,并在I.G.Farbenindustries的路德维希港工作中创建了一个著名的工业X射线实验室。该公司在Oppau工厂已经有一个X射线实验室,由R.Brill领导。

在F.Haber被解雇后(见劳厄自传,第298页),Dahlem的凯撒-威廉姆物理和电化学研究所由Thiessen领导。在这里,M.v.Ardenne开发了一种通用电子显微镜,主要用于研究高聚物。后来,该研究所更名为“Fritz-Haber-institute”,直到1959年2月,Max von Laue一直担任该研究所的所长。在他关于X射线光学的章节中,G.Borrmann研究了布拉格反射条件下晶体反常透明度的影响,并以他的名字命名,随后在他的观察中补充了变形和温度梯度对晶体透明度的影响以及其中的能流路径。后者是冯·劳厄重要理论研究的主题。德国柏林技术大学(现为宾夕法尼亚州立大学)的米勒研制了场电子显微镜。德雷克斯勒正在哈伯研究所继续他的工作。在钼截面中,电子束尤其是MgO晶体中电子束的抗干扰性是一个重要问题。除了克劳德利石、复杂钴化合物和一些有机物质的结构测定之外,斯特兰斯基部分继续计算了同极性晶体的表面能,并研究了不同结晶和成核条件对表面组合和其他物理化学性质的影响。

Hosemann及其合作者对几个领域感兴趣:借助卷积运算计算晶体中的电子密度分布,通过折叠运算分析小角度散射(Faltungsin integral),及其在高聚物和胶体物质中的应用,副晶体结构,他与S.N.Bagchi在傅里叶变换理论和展开过程方面的工作最近在一本书中进行了总结物质衍射的直接分析(North-Holland Publ.Co.,1962)。

1959年,弗里茨-哈伯研究所(Fritz-Haber-Institute)由R.Brill领导,他于1946年从美国回国。在许多其他主题中,他感兴趣的是金刚石中成键电子对X射线强度(各向异性原子散射因子)的影响。该研究所创建了一个新的晶体结构测定部分,包括一个中子衍射小组。

在W.Eitel领导下的K.W.I.für Silikatforschung中,Schusterius、Radczewski和O'Daniel对电子显微镜在矿物学中的应用感兴趣,尤其是在粘土矿物和水泥相中的应用。迪特泽尔的兴趣在于研究眼镜和不同的工业应用。艾特尔(现居美国托莱多)写了他的重要著作硅藻土物理化学这本书于战后在美国出版了新版本(1954年)。在第二次世界大战期间,该研究所部分转移到了罗恩,迪特泽尔从那里在瓦茨堡创建了一个新的研究所。自1952年以来,贾戈津斯基(1959年起,他也是卡尔斯鲁厄的教授)成立了一个晶体结构研究专区,在那里他继续研究有序和无序问题,温石棉和抗纤蛇纹石(后一个问题在达姆施塔特由昆泽继续存在)。当时Flörke和Saalfeld也属于该研究所,致力于SiO的改性2,分别为Al2O(运行).nH型2O.(Flörke自1959年起在苏黎世,Saalfeld自1960年起在Saarbrücken。)

在其他凯撒-威廉姆研究所中,应该提到杜塞尔多夫K.W.I.铁研究所,因为自1922年以来,F.Wever在那里对铁合金相图和钢铁的变形特性进行了深入研究。

除了I.G.Farben实验室外,X射线工作的主要工业实验室是电气行业的实验室,尤其是西门子和欧司朗工厂。在靠近Dahlem的Gross-Lihterfelde的Materialprüfamt(材料研究站)也对金属进行了研究。G.Sachs在法兰克福/美因加入Metallgesellschaft之前在那里工作了几年。

在大学里,晶体学与矿物学相结合,一些矿物学系使用X射线方法,例如格雷夫斯瓦尔德的R.Gross。在莱比锡,F.Rinne和E.Schiebold发展了教学方面,为方法和仪器的发展做出了贡献(Schiebold-Sauter测角仪),并有相当数量的高级学生,其中包括E.Onorato(石膏结构,1927年)。

尼格利凭借其对矿物学的广泛而卓越的调查,很早就认识到数学结晶学在研究晶体形态、物理和化学性质方面的重要性。1915年至1918年间,他在莱比锡的莱恩学院工作。一年后,他在《图宾根》中写道Geometriche Kristalographie des Diskontinuums公司.在他著名的教科书中Lehrbuch der Mineralogie und Kristallchemie公司在三个版本中,他指出了晶体化学对矿物学、地球化学等的重要性立体化学试剂(1945年)他在接下来的几年(1949年/50年)出版了一本完整的浓缩的空间团体象征,后来成为P.Terpstra的书的主题空间组简介(J.B.Walters,格罗宁根,1955年)。

1929年,奥斯陆的V.M.Goldschmidt接任哥廷根大学矿物学和结晶学系主任;在这里,他通过对晶体结构的研究,继续了关于元素和离子半径的基础工作。他的结果发表在基础系列中元素地球化学奥斯陆挪威科学院。当时,恩斯特、拉维斯和维特是他的助手。1935年初,由于政治原因,V.M.Goldschmidt不得不离开德国。晶体结构的研究主要由这三位助理继续进行,他们后来成为讲师。拉维斯与维特和瓦尔鲍姆一起在金属间化合物方面做了重要工作。此外,他还制定了许多教科书中使用的结构类型命名法。

Machatschki曾与奥斯陆的V.M.Goldschmidt和曼彻斯特的W.L.Bragg合作,后来成为杜宾根大学的矿物学教授,继续从事硅酸盐和氧化物的结构分析工作,就硅酸盐的原子结构和硅酸盐结构之间的关系讨论硅酸盐的化学公式。在慕尼黑呆了三年后,他于1944年成为维也纳矿物学研究所所长。

第二次世界大战后,拉维斯开始在贾戈津斯基和海尔纳的协助下,通过扩建矿物学研究所,在马尔堡/拉恩建立了一个结构分析中心。1947年,他成功地与政府谈判建立了该中心的第二部分,即由C.赫尔曼领导的新晶体结构研究所。

赫尔曼的工作主要是理论性的,将群论应用于三维及三维以上的数学结晶学,并为晶格复合体设计了一个命名法。在与路德维希港,特别是与H.U.Lenné的合作中,他还对尿素加合物进行了有趣的结构研究。战争开始时,赫尔曼和伦宁格都曾在I.G.Farben的Oppau实验室的R.Brill手下工作。正是在这里,布里尔、格林、赫尔曼和彼得斯进行了著名的调查(Ann.d.Phys。,Lpz(磅/平方英寸)。通过精确的强度测量和傅里叶合成的批判性讨论,尽可能多地了解简单晶体中的电子分布。雷宁格在20°K温度下对岩盐进行了额外的强度测量,但由于战争原因,公布被推迟。现在,在马尔堡的新研究所加入赫尔曼之后,雷宁格建造了一台三晶体光谱仪,用它以前所未有的精度测量了近完美晶体的反射曲线。

1948年底,拉维斯离开马尔堡前往芝加哥,温克勒接替了他的职务。他发现了真氪石和一些碱性氟铝酸盐的晶体结构,并与热多态性的结构讨论相联系。E.Hellner在马尔堡开始了对硫化物结构的研究;在芝加哥短暂逗留后,自1959年以来,他一直在基尔继续这些活动。

1947年,O'Daniel成为法兰克福矿物学研究所所长,在那里他继续研究水泥和其他硅酸盐的问题,这是他在K.W.I.für Silikatforschung开始的。他与Th.Hahn一起创建了一个新的学校,用于硅酸盐结构类似物的X射线研究,例如氟铍酸盐。电子计算机的编程和测量X射线强度的校正是其他感兴趣的领域。

作为a.Johnsen在柏林的学生,G.Menzer于1926年成功地测定了石榴石的结构。第二次世界大战结束时,在德国国际物理学院工作了七年后,他离开了柏林,在慕尼黑大学的杜宾根(Tubingen)担任了两年的结晶学教授,在那里他继续与Dachs等人一起进行结构工作。与C.赫尔曼一样,他的兴趣属于同形性、空间群命名和晶格复合体。作为均匀性的一个可能示例,重新检查了铋铁矿的结构。除了X射线工作外,他还将中子衍射应用于晶体结构中氢原子的定位。

1952年,泽曼成为主管后,哥廷根成立了一个新的X射线分析中心。他的学校已经测定了大量硅酸盐、磷酸盐和硫酸盐的结构。

除了X射线分析的应用外,矿物学研究所在晶体生长和溶解度、孪晶、外延等经典晶体学领域正在进行许多有趣的工作,例如波恩后期达姆施塔特的纽豪斯;斯潘根伯格在布雷斯劳、基尔和图宾根;哈勒和穆斯特的塞弗特;克莱伯在波恩,自1953年以来在柏林等地。

许多无机化学研究所从事晶体结构的测定。Thilo自1938年在柏林开始,除了在格拉茨的一小段时间(1943-1946)外,他对硅酸盐及其类似物、磷酸盐和砷酸盐的化学和结构特性感兴趣。第二次世界大战后,在德国科学院的帮助下,在(东)柏林成立了晶体结构研究所,由K.Boll Dornberger女士领导。除了结构决定之外,她对无序结构及其由“序-序”或OD-群进行的解释特别感兴趣。

从液氨中碱性合金的研究开始,Zintl(1933)在达姆施塔特技术大学创建了一所无机和物理化学学校。他特别感兴趣的是那些在晶体结构中形成阴离子的元素合金的晶体化学(Zintl-Grenze)。发现了许多新的结构类型。辛特于1941年去世,享年43岁。布里尔在战争结束前一直是他的继任者。战争结束后,威特接替了布里尔,与沃尔费尔一起,通过更准确地测量强度,重新检查了NaCI、LiF、Al等的傅里叶合成。

另一所无机学校是由克莱姆创立的,最初在丹泽,第二次世界大战后在基尔,后来在穆斯特;他把磁性和晶体结构联系起来。一本书(磁化学1936年)在这一领域取得了初步成果,并提出了许多鼓舞人心的建议。

有机和生物化学物质结构研究中心成立于1959年,成立于Max-Planck-Institut für Eiweiss und Lederforschung,由W.Hoppe领导,他也是慕尼黑技术大学物理化学研究所的讲师。解释布拉格散射方向以外的漫射热波散射,以及用卷积分子法测定晶体结构是他最喜欢的两门学科。用于自动记录单晶X射线强度的测角仪正在研制中。此外,学校由鲍尔在弗莱堡(1944年)创建,朱扎在海德堡(1942年)创建(自1952年起在基尔);还有波恩的克雷布斯。

以马克斯·波恩的著作为代表的重要理论发展克里斯塔尔基特迪纳米克(1915年)和祖斯坦兹森林原子理论(1923)开启了对固态许多物理性质的理解,首先是基于经典动力学原理,后来是基于量子力学和波动力学。物理学的一个新领域迅速发展,同时也与晶体结构知识的不断增长密切相关。第二次世界大战前的'年,莫特和他在布里斯托尔的学校的工作向前迈出了第二大步。A.Smekal在Halle中强调了Born使用的完美周期晶体模型可以解释的物理特性与“结构敏感特性”之间的差异(他指的是由晶体的缺陷、杂质或畴结构决定的特性)对此,波恩的理论显然是不够的。后者包括机械强度、扩散、荧光和磷光、通常是介电性能和表面张力等。莫特应用的新思想围绕晶体作为波-机械系统的能带图;此外,对于解释晶体结构中各种类型的位错的力学性质也变得至关重要。在第二次世界大战期间和之后,由于Smekal分类的技术重要性(磷光体、整流器、晶体管、铁磁和铁电材料),特别是在美国,对其结构敏感特性进行了深入研究。但德国的工业实验室,尤其是西门子公司的实验室,现在位于爱尔兰根附近,也为这些进步做出了贡献。

固体物理学和新晶体学的各个方面在著名的《德国手稿》和《年鉴》中反复总结。

在本报告结束之前,我们应该感谢“德国知识产权协会”对整个研究领域的支持,该协会于40多年前成立,现已更名为“德意志知识产权协会(Deutsche Forschungsgemeinschaft)”。这项支持包括1956年的第一台电子计算机,以及1960年用于基础研究的IBM704。

德意志联邦共和国总统创建的“Wissenschaftsrat”理事会认识到需要促进德国的基础研究,于1960年建议扩大德国大学的规模,特别是在教职员工和助理人数方面,但也包括设施和住房。可以预期,这种改进也将证明对晶体结构研究领域有益。


荷兰乌得勒支N.V.A.Oosthoek的Uitgeversamatschappij于1962年首次为国际结晶学联合会出版
1999年苏格兰格拉斯哥IUCr第十八届大会数字化
©19621999国际结晶学联合会