Põhiline erinevus röntgendifraktsiooni ja elektronide difraktsiooni vahel on see, et röntgendifraktsioon hõlmab langeva röntgenkiirte difraktsiooni erinevatesse suundadesse, samas kui elektronide difraktsioon hõlmab elektronkiire interferentsi.
Nii röntgendifraktsioon kui ka elektrondifraktsioon on analüütilised meetodid, mida saame aine uurimiseks kasutada. Teine selline tehnika on neutronite difraktsioon. Need tehnikad paljastavad aine kristallstruktuurid. Seetõttu kasutatakse neid tehnikaid tahkisfüüsikas ja keemias.
Mis on röntgendifraktsioon?
Röntgendifraktsioon ehk röntgenkristallograafia on analüütiline meetod, mida kasutame kristallide struktuuri määramiseks. Seega hõlmab tehnika teooria langeva röntgenikiire difraktsiooni erinevatesse suundadesse. Lühid alt, hajutatud kiirte nurkade ja intensiivsuse mõõtmisega saame määrata selle kristalli elektrontiheduse 3D-pildi. Järelikult annavad elektrontihedused aatomite asukohad kristallstruktuuris. Lisaks saame määrata ka keemilisi sidemeid ja muud teavet.
Joonis 01: röntgendiffraktomeeter
Kristallidel on korrapäraselt paigutatud aatomid. Röntgenikiirgus on elektromagnetilise kiirguse lained. Seetõttu võivad kristallis olevad aatomid hajutada röntgenkiire läbi aatomite elektronide. Selle tulemusena tekitavad elektrone tabavad röntgenikiired elektronist sekundaarseid laineid (sfäärilisi laineid). Me nimetame seda protsessi "elastseks hajutamiseks" ja elektron toimib hajutajana. Need lained aga summutavad üksteist hävitavate häirete kaudu.
Mis on elektronide difraktsioon?
Elektronide difraktsioon on analüütiline tehnika, mida kasutame asja uurimiseks. Seega hõlmab selle tehnika teooria elektronide tulistamist proovile, et jälgida elektronkiire interferentsi mustreid. Mõiste interferents viitab tulemuseks oleva laine moodustumisele kahest lainest, millel on suurem, väiksem või võrdne amplituud. Tavaliselt teostame selle katse transmissioonielektronmikroskoobis (TEM) või skaneerivas elektronmikroskoobis (SEM). Need instrumendid kasutavad kiirendatud elektronkiirt (kiirendatud elektrostaatilise potentsiaaliga).
Joonis 02: Elektronide difraktsioonimuster
Kristallilistel tahketel ainetel on aatomite perioodiline struktuur. See perioodiline struktuur toimib difraktsioonivõrena (jagab ja hajutab elektronkiire mitmeks eri suundades liikuvaks kiireks). Seal toimub elektronide hajumine ennustataval viisil. Difraktsioonimuster annab meile üksikasjad kristalli struktuuri ennustamiseks. Sellel tehnikal on aga suur faasiprobleem (füüsilise mõõtmise ajal tekkida võiva faasiga seotud teabe kadumise probleem).
Mis vahe on röntgendifraktsioonil ja elektronide difraktsioonil?
Röntgendifraktsioon ja elektronide difraktsioon on olulised analüütilised meetodid, mida saame kasutada kristalsete tahkete ainete kristallstruktuuri määramiseks. Peamine erinevus röntgendifraktsiooni ja elektronide difraktsiooni vahel on see, et röntgendifraktsioon hõlmab langeva röntgenkiirte difraktsiooni erinevatesse suundadesse, samas kui elektronide difraktsioon hõlmab elektronkiire häireid.
Pealegi kasutab röntgendifraktsioon röntgenkiirt, elektronide difraktsioon aga elektronkiirt. Teise olulise erinevusena röntgenikiirte ja elektronide difraktsioonide vahel piirab elektronide difraktsiooni faasiprobleem, samal ajal kui sellel ei ole märkimisväärset mõju röntgendifraktsioonile. Lisateavet röntgendifraktsiooni ja elektronide difraktsiooni erinevuse kohta kuvatakse infograafikul.
Kokkuvõte – röntgendifraktsioon vs elektronide difraktsioon
Nii röntgendifraktsioon kui ka elektrondifraktsioon on meetodid, mida saame kasutada kristallide struktuuri määramiseks. Peamine erinevus röntgendifraktsiooni ja elektronide difraktsiooni vahel on see, et röntgendifraktsioon hõlmab langeva röntgenkiirte difraktsiooni erinevatesse suundadesse, samas kui elektronide difraktsioon hõlmab elektronkiire häireid.
