Difraktometr - Diffractometer

Difraktometr je měřicí přístroj pro analýzu struktury materiálu z rozptylu vzoru produkován, když paprsek záření nebo částic (jako je rentgenové záření nebo neutrony ) interaguje s ním.

Zásada

Image
Konec detektoru jednoduchého rentgenového difraktometru s plošným detektorem. Směr rentgenových paprsků je označen červenou šipkou.

Protože je relativně snadné používat elektrony nebo neutrony s vlnovými délkami menšími než nanometr, mohou být elektrony a neutrony použity ke studiu krystalové struktury způsobem velmi podobným rentgenové difrakci . Elektrony nepronikají tak hluboko do hmoty jako rentgenové paprsky, proto elektronová difrakce odhaluje strukturu blízko povrchu; neutrony snadno pronikají a mají tu výhodu, že mají vlastní magnetický moment, který způsobuje, že různě interagují s atomy, které mají různá uspořádání svých magnetických momentů.

Typický difraktometr se skládá ze zdroje záření, monochromátoru pro volbu vlnové délky, štěrbin pro úpravu tvaru paprsku, vzorku a detektoru . V komplikovanějším zařízení lze použít goniometr také k jemnému nastavení polohy vzorku a polohy detektoru. Pokud se ke sledování difrakčního záření používá plošný detektor, je obvykle zapotřebí zastavení paprsku k zastavení intenzivního primárního paprsku, který nebyl rozptylován vzorkem, jinak by mohlo dojít k poškození detektoru. Zastavení paprsku může být pro rentgenové paprsky zcela neprostupné nebo může být poloprůhledné. Použití poloprůhledného dorazu paprsku umožňuje možnost určit, jak moc vzorek absorbuje záření pomocí intenzity pozorované přes doraz paprsku.

Existuje několik typů rentgenového difraktometru v závislosti na oblasti výzkumu (materiálové vědy, prášková difrakce, biologické vědy, strukturální biologie atd.) A experimentálním prostředí, jde-li o laboratoř s domácím zdrojem rentgenového záření nebo Synchrotron . V laboratoři jsou difraktometry obvykle zařízení „vše v jednom“, včetně difraktometru, video mikroskopu a zdroje rentgenového záření. Spousta společností vyrábí zařízení „vše v jednom“ pro domácí rentgenovou laboratoř, například Rigaku , PANalytical , Thermo Fisher Scientific , Bruker a mnoho dalších.

Existuje méně výrobců difraktometru pro synchrotrony , a to kvůli malému počtu rentgenových paprsků, které je třeba vybavit, a potřebě solidních odborných znalostí výrobce. Pro materiálové vědy jsou difraktometry Huber široce známé a pro strukturní biologii jsou referenčními difraktometry Arinax . Nicméně, vzhledem k malému počtu výrobců, velké množství synchrotronových difraktometrů jsou „domácí“ difraktometry, realizované týmem inženýrů synchrotronu.

Využití

Přístroje rentgenového difraktometru mohou být použity pro různé účely, včetně zobrazování krystalových struktur, fázového určování a identifikace neznámých látek pro použití v krystalografii, inspekci a farmaceutickém výzkumu účinnosti léčiv. Nové použití rentgenové difrakce zahrnuje studium povrchu Marsu, aby se zjistilo, zda někdy podporoval život.

Viz také

Reference

  1. ^ Stanjek, H .; Häusler, W. (2004-06-01). „Základy rentgenové difrakce“. Hyperjemné interakce . 154 (1): 107–119. doi : 10,1023/B: HYPE.0000032028.60546.38 . ISSN  1572-9540 . S2CID  94993637 .
  2. ^ "Rentgenový difraktometr (přístroje XRD) | Labcompare.com" . www.labcompare.com . Citováno 2021-05-02 .
  3. ^ Robert, Turner, Stuart Matthew (2017-03-09). Nová rentgenová difrakce a vzdálená analýza Marsu (práce). University of Leicester.