第18章

美国X射线衍射的发展。

18.1. 1940年前的几年

美国对晶体结构的研究分为两个截然不同的时期，即二战前和二战后时期。在这场战争及其对应用晶体学信息的迫切需求之前，只在少数地方对晶体的结构进行了调查，除了一两个明显的例外，这项分散的工作是在资金支持过于有限的情况下进行的，不允许进行长程研究计划。自从战争爆发以来，人们普遍认识到它所带来的结构性信息的有用性，这种情况大大改善了。我们现在在许多较好的大学以及大型工业实验室中开展了积极有效的项目；结晶学知识被广泛接受为现代自然科学的重要组成部分。最近的快速扩张大多源于我们早期受限的活动，正是基于这些根源，本次初步讨论才得以解决。

对晶体结构的关注在美国从来没有像在英国那样统一过，这是W·H·布拉格早期对X射线性质的关注的自然结果。在这里，第一批使用冯·劳厄和布拉格夫妇实验的人对具体应用感兴趣。美国从事X射线研究的物理学家没有被这些X射线实验所揭示的物质固态新知识的可能性所吸引，我们的矿物学家也没有。

据我所知，美国对结构的第一次调查是在第一次世界大战期间独立进行的。一个在麻省理工学院开始，一个在斯克内克塔迪的通用电气公司研究实验室，第三个在康奈尔大学。前两种是由与布拉格家族的直接接触刺激的，第三种则有不同的起源。

在C.L.Burdick的个人回忆中（第七部分），我们读到了他是如何在W.H.Bragg的实验室里呆了一段时间后，在J.H.Ellis的帮助下回来进行黄铜矿分析的。就在这时，在A.A.Noyes的鼓动下，这项X射线工作开始了，他从麻省理工学院退休，在新组建的加州理工学院建立了一个化学系。虽然伯迪克和埃利斯都没有继续从事X射线工作，但埃利斯在加州研究所工作了几年，他对该学科的进一步发展仍感兴趣。帕萨迪纳大学的第一批结构研究以狄金森为中心，他和剑桥大学的诺伊斯一起来到这里。他完成了一些结构，部分是独自完成的，部分是与学生一起完成的。这些人中的大多数人并没有继续从事晶体结构的研究，但其中一位是鲍林，当狄金森的研究兴趣转向其他问题时，鲍林接替了他们的工作，他的问题从此决定了加州研究所X射线研究的模式。

在他的回忆录（第七部分）中，赫尔叙述了W·H·布拉格（W.H.Bragg）对斯克内克塔迪（Schenectady）的访问如何使他研究了金属铁的结构，从而通过缺乏单晶发明了粉末法，独立于德拜（Debye）和舍勒（Scherrer）。他还描述了使用这种方法推导出许多常见金属的结构后，他是如何放弃晶体结构的，因为晶体结构与通用电气实验室的基本目标相距太远。然而，戴维一直在斯克内克塔迪与他合作，并在那里用赫尔的粉末法获得了一些化学简单晶体的结构。他去了宾夕法尼亚州立大学，在接下来的三十年里，他主要致力于X射线衍射的分析应用，建立了A.S.T.M.粉末衍射文件。

西川是康奈尔大学物理系的一名来访者，1917年，我在他手下开始了一篇关于硝酸钠和二氯碘化铯结构的论文。我们没有X射线光谱仪，我们的数据来自光谱和劳厄单晶照片，并借助空间群理论进行解释。在来到美国之前，西川已经使用这些方法建立了几个结构。他从一位25年前在德国工作的日本教授那里学到了空间群理论，当时Schoenflies正在发展这一理论。在战争结束后和战争期间，我们与讲德语的欧洲的沟通都处于低谷，我们已经使用太空小组的结果好几年了，然后才意识到，通过尼格利的Geometriche Kristalographie des Diskontinuums公司欧洲对该理论兴趣的重生。

拿到学位后，我去了地球物理实验室，因此，在美国最初的三项结构研究中，只有一项在大学里继续存在。这样，加州研究所从一开始就占据了主导地位，既是晶体结构研究中心，也是训练有素的人员来源，能够在以后出现机会时，在其他机构建立新的中心；这项活动是在化学系进行的，这也是为什么这个国家随后的晶体结构有这么多是由化学赞助的原因之一。

虽然没有一个系是晶体结构发展学校的基础，但美国大学的几个物理系在1910年代和1920年代都在积极研究X射线，他们的工作在重要方面对我们学科的最终发展做出了贡献。因此，卑尔根·戴维斯和他在哥伦比亚大学的学生多年来一直致力于X射线产生及其定量测量的基本问题。杜安在哈佛大学的X射线物理学院密切关注晶体结构问题。20世纪20年代初，他开始对使用傅里叶方法来研究原子中的电子分布感兴趣，哈维赫斯特与他一起的工作是将这些方法首次应用于测定晶体原子中电子的分布。Allison是Duane的另一个学生。前往伊利诺伊州成为美国应用X射线首席指数的G.L.克拉克也是如此。当时另一所对晶体分析课程产生重大影响的美国学校是华盛顿大学和芝加哥的A.H.康普顿。只需看一眼他与Allison合著的书，就能理解现代结构分析背后的定量测量有多少是基于他的调查和他的学校的调查。

早在20世纪20年代上半叶，这个国家的晶体结构工作几乎没有扩展。然而，正是在这一时期，麦基恩在贝尔电话实验室研究金属系统，戴维和克拉克开始将X射线衍射应用于实际问题。

美国晶体分析发展的第二阶段始于20世纪20年代末和30年代初，逐渐出现了更多的研究机会。开始这项新工作的人既来自加州理工学院，也来自那些在国外积累经验的人，主要是布拉格一家。因此，沃伦从W.L.布拉格的工作岗位上回来，开始在麻省理工学院物理系进行调查，此后他一直在继续这项调查。帕特森是在英国皇家学会W.H.布拉格实验室逗留期间经由加拿大麦吉尔来到这里的。同样在这段时间里，Jette在瑞典与Phragmén合作后，在哥伦比亚从事金属研究。20世纪30年代，扎卡里亚森在W·L·布拉格待了一段时间后，从戈德施密特的实验室来到芝加哥的物理系。

加州理工学院培训的几名工人在此期间建立了实验室，以进行进一步的X射线工作。其中，亨德里克斯（Hendricks）的实验室在农业部工作多年，研究云母和相关矿物的结构以及电子衍射问题。另一位是哈金斯，他在伊士曼柯达实验室工作多年，最近退休。第二次战争前几年，来自帕萨迪纳建立实验室的最近的人是霍尔德，他去了康奈尔大学、密歇根州的布罗克韦大学和哈佛大学的霍特格伦大学，哈克现在在布法罗。

在这一时期，也有一些大学团体兴起，它们不太直接来自国内或国外的任何老学校。其中一项由F.C.Blake（Duane的早期学生）发起，在俄亥俄州活跃了几年；哈维赫斯特（Havighurst）在去哈佛大学（Harvard）与杜安（Duane）一起学习之前曾与他共事过，而克鲁格（Klug）也从他开始学习。这一时期的另一个项目，由明尼苏达州的格鲁纳主持，似乎是第一个在美国大学矿物学系启动的项目；从20世纪20年代末开始的十年里，他研究了粘土和其他矿物。密歇根州的拉姆斯代尔和加利福尼亚州的帕布斯特都是从这个时候开始工作的，M.J.布尔格也是如此，然而，他在马萨诸塞州研究所矿物学系的工作一直超出了对矿物的关注。

18.2. 从第二次世界大战开始到1961年，伊丽莎白·伍德

尽管由于战争的影响，20世纪40年代的出版量几乎减少到了零，但仍有大量的晶体学研究在进行，这些研究在战后出版的浪潮中逐渐显露出来。

中子衍射

由于战争期间的核研究，原子堆中的中子束变得可用。1936年，哥伦比亚大学的米切尔和鲍尔斯以及哈尔班和普赖斯维克（在康普特斯-伦德斯杂志上报道）利用镭-铍中子源证明了Elsasser在1936年预测的中子束被晶体衍射的现象。

随着来自原子堆的更强的光束，单色化变得可行，并由此对晶体进行定量中子衍射。橡树岭国家实验室的Shull，Wollan等人很快就认识到了一组与X射线完全不同的原子散射振幅（甚至包括负散射振幅）的存在所开辟的视野，并在Shull对NaH和NaD的讨论等论文中指出，1948年莫顿和戴维森。

此外，中子具有磁矩这一事实使得确定磁性材料中磁偶极子的排列成为可能。1949年，舒尔和斯马特在橡树岭对MnO磁性结构进行了开创性研究，随后，亨利·利维、W.C.科勒和迈克尔·威尔金森在橡树脊进行了大量的结构研究，布鲁克海文国家实验室的莱斯特·科利斯和朱利叶斯·黑斯廷斯也进行了大量结构研究。

5（f）元素系列

核研究工作的另一个有益成果是芝加哥大学的W.H.Zachariasen对5f系列元素及其化合物的关注。从他对这些物质的研究中，在晶体学报超过11年。

计算机

对晶体学的另一个重要贡献可以追溯到战争年代取得的进步，那就是开发了功能强大的电子计算机器及其所有相关的数据记录、存储和传输自动化。

在这个国家，R.Pepinsky是最早利用这一发展的人之一，他于1947年生产了XRAC，X射线模拟计算机，当傅里叶系数设置在电位计刻度盘系统上时，它在示波器屏幕上显示投影电子密度的等值线图。最近，人们编写了一些“程序”，这些程序将指导各种商用数字计算机器完成大量晶体杂务。

大卫·赛尔（David Sayre）于1945年设计了第一个可作为软件包使用的最小二乘程序。

穿孔卡片在四十年代开始使用。1950年，David P.Shoemaker、Jerry Donohue、Verner Schomaker和Robert B.Corey对L-苏氨酸结构进行了三维精细化，有效地利用了这些物质。

S.C.Abrahams和Emmanuel Grison获得了麻省理工计算机的帮助旋风1953年，当他们在麻省理工学院绝缘研究实验室时，在六硫化铯结构的溶液中。

程序的广泛共享促成了美国高速计算机用于晶体学工作的快速增长，部分原因是设计程序的个人慷慨大方，部分原因在于生产计算机的公司远见卓识。

自动数据收集

计算的自动化不可避免地导致了数据收集的自动化。1955年，W·L·邦德和T·S·本尼迪克特发明了一种机器，它将快速寻找反射，找到反射后，记录其相对于晶体轴的方位角和仰角及其综合强度。

随后，宾夕法尼亚州立大学的Diamant、Drenck和Pepinsky、飞利浦实验室的J.Ladell和贝尔电话实验室的S.C.Abrahams设计了具有自动晶体设置和数据记录功能的X射线衍射仪。

很快，这样的强度数据将被直接输入计算机，晶体学家下一次接触这个问题可能是他对三维帕特森图的检查！

在中子衍射领域，自动化尤为重要。由于扫描反射需要很长的时间，因此衍射仪的操作最好不中断，也不需要操作员在场。

橡树岭国家实验室的H.A.Levy和S.W.Peterson在20世纪50年代末一直在使用自动单晶中子衍射仪。1956年，兰登、弗雷泽和佩宾斯基描述了新型中子衍射仪的设计，1959年，兰登和弗雷泽发布了他们制造和测试的仪器的设计细节，其中最重要的新功能可能是使用数字角度设置。这台仪器现在已被修改为磁带输入和输出，并变得更加灵活。与此同时，E.Prince和S.C.Abrahams一直在使用他们设计的带有纸带输入和输出的单晶自动中子衍射仪。

相位测定

高速计算设备的可用性使得对结构的研究成为可能，而这些结构可能不会屈服于一个人一生中旧式计算的努力。在一定程度上，由于解决了更困难的结构，人们紧急尝试解决确定各种散射射线相位的问题，这些散射射线的相位必须为电子密度的傅里叶合成所知。

1948年，通用电气研究实验室的David Harker和John Kasper首次在工作中取得了巨大成功。他们应用了数学家熟知的不等式定理。尽管他们的方法有局限性，但它的出版激发了人们对这个问题的思考。随后，David M.Sayre和W.H.Zachariasen于1952年发表了指出不等式应用的论文，后者引入了仅在统计上正确的方程式。海军研究实验室的H.Hauptmann和J.Karle使用统计方法，并使用关于几种强度的联合概率，认为这种方法是相位问题的真正解决方案。Hauptmann和Karle方法已经解决了一些结构问题，但尚未得到广泛应用。

Patterson函数

1934年，当时在麻省理工学院的A·L·帕特森发表了帕特森矢量表示数据方法，该方法固有的局限性并没有阻止其广泛、几乎普遍的使用。计算机程序使快速构建三维Patterson图成为可能。这一点，再加上从向量表示中提取最大信息量的系统程序，将导致Patterson函数的更多使用。麻省理工学院的M.J.Buerger在一段时间内，在一系列论文中，以及1959年在一本名为向量空间.

1939年，史密斯学院的Dorothy Wrinch博士提出了一些技术，这些技术对从特殊群的傅里叶变换及其Patterson表示的知识中推断原子位置起到了有力的帮助。

“最小二乘法”分析

谈到分析技术，应该提到加州理工学院的E·W·休斯的重要贡献。1941年，他率先引入了统计学家使用的“最小二乘法”拟合数据。1946年，休斯和利普斯科姆将误差理论应用于最小二乘分析，进一步进行了这一攻击。

当今最强大的计算机程序之一是由橡树岭国家实验室的W.R.Busing和H.a.Levy设计的三维最小二乘程序。

结构分析

人们提到了有机结构日益复杂的问题，这些结构已被解决。南加州大学的杰里·多诺霍（Jerry Donohue）发布了一份关于其细胞含量与世界上任何地方成功解决的年份的图表。它的斜率为每十年30个原子，但每次新的高速计算机出现时，斜率都会增加。杰里·多诺霍（Jerry Donohue）是帕萨迪纳加州理工学院（California Institute of Technology at Pasadena）令人印象深刻的结构分析师团队的一员，该团队从四面八方展开，该学院的动力学教师莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）启发了化学系的晶体学研究。除了这个部门之外，鲍林的影响通过他的书得到了广泛的感受化学键的性质这对激发整个晶体学领域对这一主题的思考产生了重要影响。他的一些学生，如康奈尔大学的J.L.Hoard、爱荷华州的R.E.Rundle、明尼苏达州的W.N.Lipscomb和后来的哈佛大学，以及麻省理工学院的David Shoemaker，都在美国其他地方建立了类似的喷泉。J.L.Hoard和他的学生专门研究复杂的无机结构，包括硼及其化合物。R.E.Rundle的团队研究了许多无机和金属结构。

蛋白质及其相关结构

莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）提出的蛋白质复杂螺旋结构的概念是理解蛋白质结构的重要一步，并导致加州理工学院（California Institute of Technology）加强了这方面的工作。

20世纪50年代，大卫·哈克和一个在布鲁克林理工学院与他合作的小组专注于蛋白质核糖核酸酶和相关结构。该小组的默里·弗农·金（Murray Vernon King）开发了新技术，用于生产、“染色”和维护这些难降解物质的单晶，以进行结构分析。大卫·哈克（David Harker）和T.C.Furnas Jr.开发了“欧拉摇篮”（Eulerian摇篮）的使用方法，用于从单晶中获取完整的衍射数据，而无需重新安装，始终在赤道区工作，这是一种对大孔有机物质研究特别重要的技术。

低温工作

在四十年代中期，一、范库欣和他的同事们开发了一种“就地”方法，即在X射线相机的中心毛细管中，通过使用调节好的冷空气流以及用于重熔不良晶体的加热器，在毛细管中生长单晶（考夫曼、马克和范库欣，1947年；考夫曼和范库辰，1949年；Post、Schwartz和Fankuchen，1951年）。W.N.Lipscomb和他的学校在低温衍射方面进行了开创性的研究。该领域的一些早期技术于1949年由亚伯拉罕、科林、Lipscom和里德报道。自1950年科林和利普斯科姆发表关于低温下肼的论文以来，人们不仅在布鲁克林和明尼苏达州，而且在越来越多的其他研究中心，在温度低至78°K的情况下进行了大量工作。

这项工作不仅包括测定室温下液体物质的晶体结构（Fankuchen等人，v.s.）和相变研究，而且有望对室温下热运动困难的物质，即大多数物质，进行非常准确的结构测定。事实上，与硼氢基团相关的困难问题，其复杂性在卡斯珀、卢克特和哈克于1950年发表的十硼烷论文中被指出，已经从利普斯科姆及其学生对硼氢化物所做的低温结构研究中得到了很多启示。查尔斯·巴雷特（Charles S.Barrett）在研究金属结构时使用了液氦范围内的极低温度。

橡树岭和布鲁克海文的单晶和粉末中子衍射工作都是在1.4°K的低温下进行的。

铁电性和铁磁性

毫无疑问，宾夕法尼亚州立大学的R.Pepinsky、Y.Okaya和其他人已经确定了比任何其他单一群体更多的铁电和压电晶体的结构。佩平斯基为这个国家带来了许多来自世界各地的学生，他们与我们的晶体学家的互动导致了相互的丰富。

在其他对铁电和铁磁晶体特别感兴趣的实验室中，有麻省理工学院绝缘研究实验室，A.von Hippel曾指导过一系列年轻的研究人员，其中许多是来自国外的访客，还有贝尔电话实验室。在晶体化学和亚铁磁性以及实际应用方面，特别令人感兴趣的是贝尔的S.Geller对各种具有石榴石结构的晶体所做的工作，其中已证明了各种离子的位置偏好。

电子衍射

1927年在贝尔电话实验室，C.J.Davidson和L.H.Germer证明电子束可能会受到晶体的衍射，就像X射线束受到衍射一样，从而证明了物理粒子的波动性质，同时也为研究薄膜和孤立分子提供了特别有价值的工具。Germer和他的同事K.H.Storks和A.H.White继续将这一新工具应用于碳、肥皂和聚合物形态结构的研究。聚合物链的折叠是由Storks在1937年提出的，以解释他所观察到的电子衍射效应。

密歇根大学的劳伦斯·O·布罗克韦（Lawrence O.Brockway）对利用电子衍射研究气体分子中的原子间距离感兴趣，特别是在四十年代，他向我们展示了电子衍射的威力，为我们提供了有关复杂有机分子的信息。他的学生兼合作者伊莎贝拉·卡勒（Isabella Karle）在海军研究实验室（Naval Research Laboratory）对分子结构进行了研究，她的丈夫在相位问题上的工作在历史的其他地方也有提及。Verner Schomaker和他在加州理工学院的学生，以及S.H.Bauer和他在康奈尔大学的学生对通过电子衍射研究气体分子做出了重大贡献。

由于衍射电子的穿透深度较浅，因此它为我们提供了固体样品表面附近原子层的信息，而从穿透深度更高的X射线的衍射图样中无法获得这些信息。西屋电气公司（Westinghouse Electric Corporation）的E.A.Gulbransen对金属表面上的氧化物薄膜和其他污点进行了广泛而仔细的研究，这有助于更好地理解腐蚀过程，陶氏化学公司（Dow Chemical Company）的洛伦佐·斯图尔基（Lorenzo Sturkey）的工作也是如此。

弗吉尼亚大学的A.T.Gwathmey和K.R.Lawless利用电子衍射研究了表面涂层和基底金属之间的外延关系。

贝尔电话实验室（Bell Telephone Laboratories）的R.D.Heidenreich在电子显微镜的早期开发中工作，他于1946年率先将透射电子衍射用于金属薄膜的研究。

所有这些工作人员以及从电子显微镜进入电子衍射领域的许多其他人现在都在使用非常强大的选择区域方法，将电子显微镜和电子衍射结合起来，以提供有关薄膜和表面的详细结构和成分信息。

Germer早期建议使用加速几十伏特的极慢电子来研究表面结构，多年来布朗大学的F.E.Farnsworth一直致力于这一研究，他用法拉第笼探测到了弱衍射光束。最近使用W.Ehrenberg于1934年首次提出的衍射后加速技术进行的研究，提供了关于完全没有任何外来原子的表面结构的信息，以及关于通过当今高真空技术在这些表面上实现的定量控制沉积的信息。L.H.Germer是1927年首次电子衍射实验的合作者，是当今该领域最活跃的研究者之一。

液体

用气体中的电子衍射研究了短程有序，用X射线衍射研究了液体和玻璃中的短程有序。麻省理工学院的B.E.Warren在这一领域做了一些早期工作，可能是由于他在硅酸盐方面的先驱工作，其中一些工作是与劳伦斯·布拉格爵士合作完成的。Newell Gingrich最初与Warren合作，在密苏里大学继续他的液体X射线衍射研究。

金属

最近，B.E.沃伦和他的许多学生对衍射效应进行了最仔细的定量分析。而不是尖锐的布拉格反射，尤其是因为它们与金属结构缺乏完美性有关。

芝加哥大学金属研究所的C·S·巴雷特（C.S.Barrett）通过对金属在宽温度范围内的变形和转变的研究，或许比任何其他人都更将X射线衍射引入冶金领域，他对偏爱方向的调查，尤其是通过他的书金属的结构主要为冶金学家撰写。

由于金属的广泛实际应用，许多金属晶体学工作者都强调了他们工作的应用方面。然而，莱纳斯·鲍林对已知金属结构给出统一解释的理论方法刺激了金属结构研究。

Norman C.Baenziger和他在爱荷华州州立大学的学生已经确定了大量金属间化合物和合金的结构，特别注意那些涉及铀和钍的化合物和合金。

教学

M.J.Buerger是麻省理工学院许多晶体学家的老师，他1944年发明了旋进相机，可能比他其他许多贡献更受晶体学家的感激，尽管他引入的等倾Weissenberg技术也为许多晶体学家节省了数小时的痛苦。他是该杂志的编辑之一Zeitschrift für Kristallographie公司作为一名认真的教师，他在过去十年里编写了四本结晶学教科书，第五本是合著者。这些将在下面列出。

X射线晶体学似乎确实在其第四个十年达到了教科书阶段。突然涌现的教科书包括来自美国的以下内容：

书

1.Azaroff，L.V.和Buerger，M.J.（麻省理工学院）：X射线晶体学中的粉末法，纽约州麦格劳-希尔，1958年。

2.Barrett，C.S.（卡内基理工学院）：金属的结构纽约州麦格劳-希尔，1943年。

3.Buerger，M.J.：X射线晶体学，纽约州威利市，1942年。

4.Buerger，M.J.：初级晶体学纽约威利，1956年。

5.Buerger，M.J.：向量空间纽约威利，1959年。

6.Buerger，M.J.：晶体结构分析纽约威利出版社，1960年。

7.Clark，G.L.（伊利诺伊大学）：应用的X射线，McGraw-Hill，第4版，1955年。

8.康普顿、阿瑟·H·和艾利森·塞缪尔·K·（芝加哥大学）：X射线在理论和实验中的应用，Van Nostrand，纽约，1935年。

9.Cullity，B.D.（圣母大学）：X射线衍射元素艾迪森·韦斯利，雷丁，马萨诸塞州，1956年。

10.Klug，H.P.和Alexander，L.E.（梅隆研究所）：多晶和非晶材料的X射线衍射程序纽约威利，1954年。

11.小丹·麦克拉克伦（斯坦福研究所）：X射线晶体结构，McGraw-Hill，纽约，1957年。

12.鲍林、莱纳斯：化学键的性质，康奈尔大学出版社，第3版，1960年。

13.Zachariasen，W.H.（芝加哥大学）：晶体中的X射线衍射理论纽约威利，1945年。

在那些不能被恰当地称为教科书的书中，有两本值得特别关注，因为它们摆在每一位执业晶体学家的桌子上。它们是R.W.G.Wyckoff的晶体结构还有Donnay和Nowacki的Crystal数据作者在这两本书中投入的工作量之大，远远超过了他们为读者节省的工作量。

可以就《美国参考》编辑的工作发表类似的声明结构报告和国际X射线晶体学表遍布世界各地。在美国，金属研究所的C.S.Barrett和爱荷华州立大学的Norman C.Baenziger一直是《金属》杂志的金属编辑结构报告通用电气实验室的John S.Kasper是国际餐桌.

美国大学的结晶学教学可能会在几个不同的系中的任何一个系进行，我们一些最好的老师设法在两个系中各有一只脚。在这一类别中，我们有约翰·霍普金斯大学化学和地质系结晶学和矿物学教授J.D.H.Donnay和匹兹堡大学化学和物理教授George A.Jeffrey。

Rose C.L.Mooney Slater是杜兰大学索菲·纽科姆女子学院结晶学教学的先驱，此外，她对我们的无机晶体结构知识做出了重要贡献。A.L.Patterson曾在Bryn Mawr女子学院培训晶体学家，现在继续在费城癌症研究所培训年轻男女。

Dan McLachlan在犹他大学、斯坦福研究院和现在的丹佛大学任教，他的想象力和独创性是他所有工作的特点。

布鲁克林理工学院的I.Fankuchen老师的学生可能分布在各种组织中。这在一定程度上是因为，除了常规的学术课程外，他还为任何想学习结晶学的人教授一门密集的短期暑期课程。他曾在医学院教授热情的医生、牙医、报纸科学作家、高中生和物理化学教授等。

小角度散射

1936年，在伦敦大学学院工作的Bernal和Fankuchen描述了通过使用距离样本40厘米的板的长时间曝光技术对394Å的间距进行的X射线衍射测量，该技术后来被称为“小角度散射”。在这个国家，麻省理工学院的R.S.Bear和O.E.A.Bolduan以及威斯康星大学的W.W.Beeman及其同事对胶原蛋白纤维的研究对这项技术进行了改进。I.Fankuchen和他在布鲁克林理工学院的学生们不仅将小角度散射技术应用于聚酰胺等有机物质，还应用于温石棉的矿物纤维。

矿物质

再次回到麻省理工学院M.J.Buerger的实验室，我们将其视为矿物晶体学家的来源。正是在这个实验室里，Gabrielle Donnay和M.J.Buerger测定了电气石的结构。加布里埃尔·唐奈（Gabrielle Donnay）继续在华盛顿卡内基研究所地球物理实验室（the Geophysical Laboratory of the Carnegie Institution）从事矿物结晶学研究。她和丈夫约翰·霍普金斯大学的J.D.H.Donnay用许多论文（单独或联合）丰富了矿物晶体学文献，并用这本书丰富了数据汇编文献Crystal数据霍华德·T·埃文斯（Howard T.Evans Jr.）也在华盛顿，他也是M.J.Buerger学院的前学生，现在在查尔斯·基督（Charles L.Christ）的领导下与美国地质调查局（U.s.Geological Survey）一个非常活跃的矿物结构小组有联系。埃文斯在M.E.Mrose的合作下，完成了可能是迄今为止对矿床中伴生矿物进行的最完整的结构分析。通过对科罗拉多高原矿床的钒和铀矿物进行研究，他们能够通过结构分析对各种物种进行化学分析，并通过这样做来确认岩石学家假设的风化作用所起的遗传作用。

在加州大学伯克利分校，A.Pabst和他的学生研究了硅酸钍和铀钍矿的结构。

伊利诺伊大学的G.L.Clark在他的书的第四版中强调了X射线衍射作为工具应用的广泛领域应用的X射线1957年出版的《粉末衍射》列出了在常规工业分析中使用粉末衍射的100多种工业类型。他将大量石英晶体振荡器板定向的X射线衍射控制描述为“工业上最大规模的单晶成就”。成就的大小与其说与生产的板材数量有关，不如说与技术的发展有关，技术的发展使得完全不熟练的工人可以通过X射线衍射将板材的方向确定为±10'。

粉末数据卡文件

粉末数据文件是一种大大有助于X射线衍射方法在工业中应用的工具，由美国材料试验协会、英国物理研究所和美国晶体协会联合赞助。正是通过宾夕法尼亚州立大学的惠勒·P·戴维（Wheeler P.Davey）的辛勤工作和个人牺牲，这份文件才得以存在，并在艰难的早期岁月中得以坚持。现在，在J.V.Smith的编辑下，它与各个不同晶体领域的特别助理编辑一起工作，并收到了大量晶体学家的贡献，其用途不断增加，受到广泛赞赏。

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数百个非学术组织目前正在使用X射线衍射设备。其中包括飞机公司、医院、石油公司、油漆制造商、博物馆、钢铁公司、警察部门、玻璃制造商、橡胶公司，甚至天然气公司。

飞利浦实验室的威廉·帕里什（William Parrish）将于1963年尝试进行有史以来最困难的粉末衍射实验之一。利用他在仪器设计方面的丰富经验，他设计了一台登陆月球的X射线衍射仪。在哈佛大学的Clifford Frondel的合作下，对该仪器将发送回地球的数据的分析可能会告诉我们比人类以前所知道的更多关于月球组成的信息。

如果不承认来自世界各地的游客在丰富我们的晶体学发展方面所起的重要作用，美国的晶体学家故事就不完整。许多人与我们有过短暂的接触，如安德烈·吉尼尔、鲁道夫·布里尔、约翰·奈、维多利奥·卢扎蒂、埃曼纽尔·格里森和安德鲁·朗。还有许多人留下来，在美国安家落户，例如彼得·德拜、保罗·埃瓦尔德、卡西米尔·法詹斯、赫尔曼·马克和威廉·扎卡里亚森。

每一位阅读这篇历史文章的晶体学家都会发现一些严重的疏漏。要讲述衍射工作在美国广泛传播的整个故事是不可能的。

我们与世界各地的同事一起满怀信心地期待着未来五十年将带来的巨大成就。