Põhiline erinevus elektronide ja neutronite difraktsiooni vahel on see, et elektronid hajutavad aatomielektronid, neutronid aga aatomituumad.
Elektronide difraktsioon on elektronide laineline olemus. Neutronite difraktsioon on neutronite elastse hajumise nähtus. Tavaliselt kirjeldab elektronide difraktsioon lainelaadset olemust, samas kui neutronite difraktsioon kirjeldab materjali aatom- ja/või magnetilist struktuuri.
Mis on elektronide difraktsioon?
Elektronide difraktsioon on elektronide laineline olemus. Praktiliselt on see tehnika, mida kasutatakse aine uurimiseks proovile elektronide süütamise ja sellest tuleneva interferentsi mustri jälgimise teel. Me nimetame seda nähtust tavaliselt laine-osakeste duaalsuseks. See väidab, et teatud aineosake käitub lainetuna. Seetõttu võib elektroni pidada heli- või veelainetega sarnaseks laineks. Elektronide difraktsioonitehnika on sarnane röntgendifraktsiooni ja neutronite difraktsioonitehnikaga.
Enamasti on elektronide difraktsioon kasulik tahkete ainete füüsikas ja keemias, et mõista tahkete ainete kristallstruktuuri. Tavaliselt saame seda tüüpi katseid läbi viia transmissioonielektronmikroskoobis (TEM) või skaneerivas elektronmikroskoobis (SEM). Need instrumendid kasutavad elektrone, mida kiirendab elektrostaatiline potentsiaal, et saada soovitud energiat ja määrata lainepikkus enne interaktsiooni soovi näidisega.
Joonis 01: tüüpiline elektronide difraktsioonimuster
Kuigi see meetod on kasulik peamiselt perioodiliselt täiuslike kristallide (nt elektronkristallograafia) uurimisel, on see kasulik ka amorfsete tahkete ainete lühimaajärjestuse, puuduste, sealhulgas vabade töökohtade, lähialade järjestuse uurimisel, gaasimolekulide geomeetria jne.
Mis on neutronite difraktsioon?
Neutronite difraktsioon on elastse neutronite hajumise nähtus. See on neutronite hajumise rakendamine materjali aatom- ja/või magnetstruktuuri määramiseks. Peame asetama uuritava proovi termiliste või külmade neutronite kiirtesse. Siis saame difraktsioonimustri, mis annab teavet materjali struktuuri kohta.
Joonis 02: Neutronite difraktsioon, mis on kasulik molekulaarsetes stimulatsioonides
Neutronide difraktsioonimeetod on sarnane röntgendifraktsiooniga. Erinevate hajumisomaduste tõttu pakuvad neutronid ja röntgenikiirgus siiski täiendavat teavet; näiteks pindmise analüüsi jaoks sobivad röntgenikiirgused, madala sügavusega või õhukeste proovide jaoks sobivad tugevad sünkrotronkiirguse röntgenikiirgused jne.
Tavaliselt nõuab neutronite difraktsioonitehnika tuumareaktoris või spallatsiooniallikas toodetud neutronite allikat. Kui kasutame uurimisreaktorit, vajame muid komponente, nagu kristallmonokromaatorit, filtreid vajaliku neutroni lainepikkuse valimiseks jne.
Erinevus elektronide ja neutronite difraktsiooni vahel
Elektronid ja neutronite difraktsioon on olulised analüüsimeetodid. Peamine erinevus elektronide ja neutronite difraktsiooni vahel on see, et elektronid hajutavad aatomielektronid, neutronid aga aatomituumad. Lisaks on elektronide difraktsioon elektronide laineline olemus. Neutronite difraktsioon on neutronite elastse hajumise nähtus. Tavaliselt kirjeldab elektronide difraktsioon lainelaadset olemust, samas kui neutronite difraktsioon kirjeldab materjali aatom- ja/või magnetilist struktuuri.
Allpool on toodud tabelina kokkuvõte elektronide ja neutronite difraktsiooni erinevusest kõrvuti võrdlemiseks.
Kokkuvõte – elektron vs neutron difraktsioon
Elektronide difraktsioon on elektronide laineline olemus. Neutronite difraktsioon on neutronite elastse hajumise nähtus. Peamine erinevus elektronide ja neutronite difraktsiooni vahel on see, et elektronid hajutavad aatomielektronid, neutronid aga aatomituumad. Tavaliselt kirjeldab elektronide difraktsioon lainelaadset olemust, samas kui neutronite difraktsioon kirjeldab materjali aatom- ja/või magnetilist struktuuri.
