膜分析
厚度從幾個? 到幾個mm 的薄膜的性質與相似的塊體材料的性質會明顯不同。X射線衍射廣泛用于表征各種類型的薄膜，包括單層膜、涂層和多層膜。前些章節中大部分的理論和方法可用于薄膜體系。然而，X射線對于薄膜的穿透能力高，所以儀器的配置、數據采集和評價方法可能不同于塊狀材料。配置2D探測器的儀器和應用也不同于點探測器的衍射儀。
掠入射X射線衍射
掠入射X射線衍射(GIXRD)是通常用于薄膜分析的X射線散射方法。圖1(a)是點探測器的GIXRD的配置。單個的拋物線形狀彎曲的G?bel鏡將X射線光管發出的發散光轉變為平行光。平行入射光也可以由其它的X射線源和光學部件生成。入射角aI保持在低角度（掠入射）可以控制入射X射線的穿透深度所以大多數散射發生在薄膜內部，很少有基底散射的貢獻。好的掠入射角由薄膜厚度(t)和薄膜材料的線性衰減系數(m)決定:
掠入射的角度應該高于全反射的臨界角，該角度通常介于1到3°，取決于入射X射線的波長。線聚焦入射光束通常與點探測器配合使用。在如此低的角度，入射X射線在相同的入射角度q覆蓋大面積的樣品表面。一套索拉狹縫，其中的金屬片垂直于衍射儀平面且沿衍射儀中心和探測器之間的方向排列，放置在點探測器前面。這套索拉狹縫也稱為索拉片準直器、索拉準直器和次級準直器。散射區域散射的X射線可能指向不同的方向，但是只有由索拉狹縫確定的2q方向的散射光能到達點探測器。索拉狹縫能夠保持好的2θ 分辨率的同時又可以從大面積被照射的樣品面積上收集衍射信號。取決于索拉狹縫的長度和相鄰金屬片之間的間隙，好的角度分辨率例如0.1°, 0.2°, 0.3° 或0,4°可以得到。G?bel鏡只能準直平行于衍射儀面的光束。為了除去軸向發散度，額外的在主光路和次級光路中的索拉狹縫（圖中未顯示）應該像Bragg-Brentano幾何中的那樣使用。在數據收集過程中，入射光束保持在固定方向，探測器掃描想測試的2q范圍。盡管入射光覆蓋在樣品上，所收集到的衍射圖譜也能得到由索拉狹縫和掃描步長決定的2q分辨率。
圖1(b)是有2D探測器的GIXRD的配置。入射光束也是平行光。看起來與1(a)中的入射光束完全相同，但是點聚焦X射線源、或額外的狹縫、或圓孔準直器（未顯示）用來獲得點光束。在一個二維XRD系統中，衍射的X射線同時在二維的區域測試，沒有索拉能放置在2D探測器前面。大的照射區域散射的X射線不能被索拉狹縫選擇。相反，所有在2D探測器覆蓋范圍(D2q)內的信號被同時收集。因此，數據采集速度顯著高于點探測器系統，但是2q分辨率明顯下降。
面內掠入射X射線衍射(IP-GIXRD)在一些文獻中也稱為掠入射面內衍射(GIIXD)或者非共面GIXRD。相應地，衍射矢量在衍射平面內(y=0)的GIXRD稱為面外GIXRD(OP-GIXRD)或者共面GIXRD。面內和面外GIXRD被廣泛用于表征樣品表面，薄膜和涂層。使用2D探測器，可能可以同時獲得OP方向和IP方向的衍射信息。