Основные понятия и термины нанонауки и нанохимии
жүктеу/скачать 1,04 Mb. Pdf көрінісі
|
| 3.1. Дифракционные методы
Дифракционные методы являются важнейшими в изучении как массивного кристалла, так и поверхности тел. Существуют два подхо- да: дифракция медленных электронов и дифракция быстрых отражен- ных электронов. Явление рентгеновской дифракции – это рассеяние рентгеновских лучей кристаллами (или молекулами жидкостей и газов) в результате взаимодействия рентгеновских лучей с электронами вещества, при ко- тором из начального пучка лучей возникают вторичные отклоненные пучки той же длины волны. Направление и интенсивность вторичных пучков зависят от строения объекта, на котором рассеиваются рентге- новские лучи. Кристалл является естественной трехмерной дифракци- онной решеткой для рентгеновских лучей, так как длина волны рент- геновского излучения имеет такой же порядок, как и расстояние между рассеивающими центрами (атомами) в кристалле (~ 1 Å). На явлении дифракции рентгеновских лучей основаны такие ме- тоды исследования, как рентгеноструктурный анализ и порошковая рентгеновская дифракция. В основе рентгеноструктурного анализа (РСА) лежит явление дифракции рентгеновских лучей на трехмерной кристаллической ре- шетке отдельного монокристалла. Метод позволяет определять атом- ную структуру вещества, включающую в себя пространственную группу элементарной ячейки, ее размеры и форму, а также группу симметрии кристалла. Для определения структуры кристалла и установления положения атомов в решетке вещество облучают пучком рентгеновских лучей, 18 электронов или нейтронов и измеряют углы дифракции этого пучка. Пучок направляют на образец под фиксированным углом, а сам кри- сталл вращают в большом диапазоне углов. Каждый обнаруженный рентгеновский сигнал соответствует когерентному отражению от ряда плоскостей кристалла, для которых выполняется условие Брэгга- Вульфа: 2dsin = n (рис. 3.1 [2]). Рис. 3.1. Отражение рентгеновского пучка, падающего под углом θ к двум параллельным плоскостям, разделенным расстоянием d; 2dsin ‒ разность длины путей при отражении от этих двух плоскостей Для получения полной информации о кристаллической структуре рентгенограмма записывается при вращении образца относительно трех взаимно перпендикулярных осей (рис. 3.2). Рис. 3.2. Внешний вид рентгеновского дифрактометра Gemini-R 19 Затем полученные данные математически обрабатываются для выяв- ления положений атомов в элементарной ячейке. Порошковая рентгеновская дифракция – метод исследования структурных характеристик материала при помощи дифракции рент- геновских лучей на порошке или поликристаллическом образце иссле- дуемого материала (рис. 3.3 [2]. Результатом исследования является зависимость интенсивности рассеянного излучения от угла рассеяния. Метод позволяет определять качественный и полуколичественный со- став образца, параметры элементарной ячейки образца, текстуру мате- риала, размеры кристаллитов (области когерентного рассеяния) поли- кристаллического образца. Рис. 3.3. Метод Дебая-Шеррера на порошке. Вверху показана схема установки, внизу слева – траектория рентгеновского пучка, внизу справа – изображения дифракционных колец жүктеу/скачать 1,04 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|