A röntgendiffrakció és az elektrondiffrakció közötti legfontosabb különbség az, hogy a röntgendiffrakció magában foglalja a beeső röntgensugár különböző irányokba történő diffrakcióját, míg az elektrondiffrakció az elektronsugár interferenciáját.
A röntgendiffrakció és az elektrondiffrakció is olyan analitikai technikák, amelyeket az anyag tanulmányozására használhatunk. Egy másik ilyen technika a neutron diffrakció. Ezek a technikák feltárják az anyag kristályszerkezetét. Ezért ezeket a technikákat a szilárdtestfizikában és a kémiában alkalmazzák.
Mi az a röntgendiffrakció?
A röntgendiffrakció vagy röntgenkrisztallográfia egy olyan analitikai technika, amelyet a kristályok szerkezetének meghatározására használunk. Ezért a technika mögött meghúzódó elmélet magában foglalja a beeső röntgensugár különböző irányokba történő diffrakcióját. Röviden, a diffrakciós nyalábok szögeinek és intenzitásának mérésével meghatározhatjuk a kristályon belüli elektronsűrűség 3D-s képét. Következésképpen az elektronsűrűség adja meg az atomok helyzetét a kristályszerkezetben. Továbbá meghatározhatjuk a kémiai kötéseket és számos egyéb információt is.
01. ábra: Röntgen-diffraktométer
A kristályokban szabályosan elrendezett atomok vannak. A röntgensugarak elektromágneses sugárzás hullámai. Ezért a kristályban lévő atomok szétszórhatják a röntgensugarakat az atomok elektronjain keresztül. Ennek eredményeként az elektronokat érő röntgensugarak másodlagos hullámokat (gömbhullámokat) keltenek az elektronból. Ezt a folyamatot „rugalmas szórásnak” nevezzük, és az elektron szóróként működik. Ezek a hullámok azonban destruktív interferenciával kioltják egymást.
Mi az elektrondiffrakció?
Az elektrondiffrakció egy analitikai technika, amelyet az anyag tanulmányozására használunk. Ezért a technika mögött meghúzódó elmélet magában foglalja az elektronok tüzelését egy mintára, hogy megfigyeljük az elektronsugár interferencia-mintázatait. Az interferencia kifejezés két nagyobb, kisebb vagy azonos amplitúdójú hullámból eredő hullám kialakulását jelenti. Általában ezt a kísérletet transzmissziós elektronmikroszkópban (TEM) vagy pásztázó elektronmikroszkópban (SEM) végezzük. Ezek a műszerek gyorsított elektronsugarat használnak (elektrostatikus potenciállal gyorsítva).
02. ábra: Elektrondiffrakciós minta
A kristályos szilárd anyagok periodikus atomszerkezettel rendelkeznek. Ez a periodikus szerkezet diffrakciós rácsként működik (az elektronsugarat több sugárra osztja és diffrakálja, amelyek különböző irányba haladnak). Ott az elektronok szóródása előre látható módon történik. A diffrakciós mintázat részleteket ad a kristály szerkezetének előrejelzéséhez. Ennek a technikának azonban van egy nagy korlátja a fázisonkénti probléma (a fázisra vonatkozó információvesztés problémája, amely fizikai mérés során előfordulhat).
Mi a különbség a röntgensugár-diffrakció és az elektrondiffrakció között?
A röntgendiffrakció és az elektrondiffrakció fontos analitikai technikák, amelyek segítségével meghatározhatjuk a kristályos szilárd anyagok kristályszerkezetét. A röntgendiffrakció és az elektrondiffrakció közötti legfontosabb különbség az, hogy a röntgendiffrakció magában foglalja a beeső röntgensugár különböző irányokba történő diffrakcióját, míg az elektrondiffrakció az elektronsugár interferenciáját jelenti.
Sőt, a röntgendiffrakció röntgensugarat, míg az elektrondiffrakció elektronsugarat használ. Egy másik fontos különbség a röntgen- és elektrondiffrakció között, hogy az elektrondiffrakciót a fázisprobléma korlátozza, miközben nincs jelentős hatása a röntgendiffrakcióra. További részletek az infografikában találhatók a röntgendiffrakció és az elektrondiffrakció közötti különbségről.
Összefoglaló – röntgensugár-diffrakció vs elektrondiffrakció
Mind a röntgendiffrakció, mind az elektrondiffrakció olyan technikák, amelyek segítségével meghatározhatjuk a kristályok szerkezetét. A röntgendiffrakció és az elektrondiffrakció közötti legfontosabb különbség az, hogy a röntgendiffrakció magában foglalja a beeső röntgensugár különböző irányokba történő diffrakcióját, míg az elektrondiffrakció az elektronsugár interferenciáját jelenti.
