Röntgendiffraktion (XRD) är en teknik som ger detaljerad information om ett föremåls kemiska sammansättning och kristallografiska struktur – oavsett om det rör sig om ett naturligt eller konstgjort objekt.
Till skillnad från vanlig röntgen, som används för att avslöja ett föremåls inre delar, fungerar XRD på ett helt annat sätt. Istället riktar en XRD-apparat röntgenstrålar mot ett prov och mäter vinklarna och riktningen på strålarnas diffraktion på atomnivå. Med hjälp av dessa mätningar kan forskare bedöma det studerade materialets kemiska sammansättning och kristallografiska struktur.
Pulverdiffraktion är troligen den vanligaste tekniken inom röntgendiffraktion. Provet består här av korn av det material som ska analyseras, och metoden kan även användas för att studera prover i vätskesuspensioner.
Termen "pulver" syftar dock inte på att provet nödvändigtvis är ett pulver, utan på att de kristallina domänerna är slumpmässigt orienterade i provet. Resultaten från en pulver-XRD består av positionerna och intensiteterna hos diffraktionstoppar, vilka identifierar provets underliggande struktur. På detta sätt ger exempelvis diamant och grafit helt olika resultat, trots att båda materialen består av kol på atomnivå.
Tunnfilmsdiffraktion är inte så mycket en enskild XRD-teknik som en samling tekniker för att analysera tunna filmskikt som växts upp på substrat. Tekniken används ofta inom forskning och utveckling av mikroelektroniska och optoelektroniska komponenter.
Metoden är särskilt värdefull när det gäller att mäta exakta gitterkonstanter, vilket i sin tur gör det möjligt att bestämma den strukturella spänningen och de residuala spänningarna i ett material – avgörande information vid tillverkning av halvledare och andra avancerade material.
Kvalitativ analys av XRD-mätningar identifierar ett provs underliggande struktur genom att jämföra resultaten med referensdata som samlats in från liknande material. För att kunna göra en korrekt bestämning av diffraktionsmönstret krävs precisa mätningar av topppositioner och toppintensiteter.
Kvantitativ analys av XRD-data används för att mäta den underliggande strukturen hos prover som inte behåller en konstant form, exempelvis flerfasprover. Metoden försöker alltså bedöma egenskaperna hos ett material vars struktur ständigt förändras genom flera olika faser.
De mest effektiva metoderna för kvantitativ utvärdering är mycket komplexa och kräver kraftfulla datorer för beräkningarna. Som tur är finns idag även flera prisvärda alternativ till XRD-analysprogramvara, även om dessa kanske inte är lika användarvänliga som de kommersiella lösningarna.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online