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示例 模板 写作规范

示例记录:一篇实验记录该怎么写

把「目的 → 装置与参数 → 步骤 → 原始数据 → 分析 → 结论」这条链子完整走一遍,顺便演示表格、代码块、Mermaid 图和带编号的插图。看明白了就可以整篇删掉。

创建 2026-10-03 更新 2026-10-03 805 字 约 2 分钟

这是一篇示例记录,作用是演示写作模板和所有可用的排版能力。 真正的项目请从「目的与假设」开始写,把这段引用删掉。

目的与假设

要验证的问题用一句话写清楚:沉积速率提高时,薄膜的结晶度是变好还是变差?

预期是速率过高会让晶粒来不及长大、结晶度下降,所以曲线应该先升后降。 把预期明确写出来的好处是——结果和预期不一致时,你会立刻注意到,而不是 顺手把结论改成「符合预期」。

假设的边界

只讨论 200–500 nm 这一厚度区间;更薄的膜表面效应占主导,不在本次范围内。

装置与参数

仪器:磁控溅射台(靶材 99.99% Cu)、XRD(Cu Kα,λ = 1.5406 Å)。

参数取值说明
本底真空5×10⁻⁴ Pa抽到该值后再通Ar
工作气压0.5 Pa全程恒定
溅射功率100 / 150 / 200 W自变量
衬底温度室温不做额外加热
沉积时间10 min保证厚度可比

参数表的意义在于别人能复现。凡是「差不多」「适当」这类词都要换成数值。

步骤

  1. 抽真空至 5×10⁻⁴ Pa,通 Ar 至 0.5 Pa,稳定 5 分钟。
  2. 按设定功率溅射 10 min,记录起止时间。
  3. 取出样品,做 XRD 扫描(2θ = 30°–80°,步长 0.02°)。
  4. 用下面的脚本从原始 .xy 文件里提取峰位与半高宽。
python
import numpy as np

def crystallite_size(two_theta, fwhm, wavelength=1.5406):
    """用谢乐公式估算晶粒尺寸(nm)。fwhm 用弧度。"""
    theta = np.radians(two_theta / 2)
    return 0.9 * wavelength / (fwhm * np.cos(theta))


def load_xy(path):
    """读取衍射仪导出的两列文本,跳过以 # 开头的表头。"""
    data = np.loadtxt(path, comments='#')
    return data[:, 0], data[:, 1]

脚本要连同输入文件长什么样一起记下来。半年后你只会记得 「有个脚本处理过数据」,不会记得它期望的格式。

原始数据

三个功率各测一次,峰位与半高宽汇总如下:

功率 (W)2θ (°)FWHM (°)估算晶粒尺寸 (nm)
10043.310.6214.2
15043.290.4818.4
20043.350.7112.3
散射点与拟合曲线
图 1晶粒尺寸随溅射功率的变化。点是一次测量的结果,线是二次拟合;200 W 明显回落。

原始文件放在项目目录里一起提交,别只留一张图——图是自己画的, 而原始数据是别人能重新分析的唯一依据。

text
# 100W.xy
# 2theta  intensity
30.00     112
30.02     118
...

分析与讨论

处理流程本身很简单,但每一步都要留下中间产物:

flowchart LR A[原始 .xy 文件] --> B[去背底] B --> C[寻峰 / 拟合] C --> D[FWHM] D --> E[谢乐公式] E --> F[晶粒尺寸] C --> G[峰位漂移]

150 W 的样品半高宽最小、晶粒最大,与假设一致;200 W 时半高宽反而变大, 说明功率过高时形核速率过快,晶粒来不及长大。这一段的判据是 FWHM(150) < FWHM(100) < FWHM(200),恰好对应晶粒尺寸的反序。

需要注意的一个坑:三个样品的厚度并不完全相同(沉积时间相同但速率不同), 所以严格说这不是「只改了一个变量」。下一轮要把厚度也测出来归一化。

结论与下一步

  • 三个功率的样品全部完成 XRD 扫描
  • 建立从原始文件到晶粒尺寸的处理链
  • 补测膜厚,把晶粒尺寸对厚度归一化
  • 增加 175 W 和 225 W 两个点,确认极值位置
  • 换用掠入射 XRD 测更薄的样品

相关链接:脚本里用到的 np.loadtxt 用法见 NumPy 文档; 谢乐公式的推导可参考 维基百科。