Elektronidiffraatioa

Elektronidiffraatioa on kokeellinen tekniikka, jota käytetään materiaalien rakenteen ja kiteisyyden tutkimiseen. Se perustuu elektronien aaltoluonteeseen ja siihen, miten ne siroavat vuorovaikuttaessaan materiaalin atomien kanssa. Kun elektronisuihku ohjataan näytteen läpi tai heijastetaan sen pinnalta, elektronit taipuvat ja leviävät eri suunnissa samalla tavalla kuin valon tai röntgensäteiden diffraktiossa.

Diffraktiokuvio, joka muodostuu näytteen takana olevalle ilmaisimelle tai näyttöruudulle, sisältää tietoa materiaalin atomien järjestäytymisestä. Kuviossa näkyvät kirkkaat pisteet tai renkaat vastaavat tiettyjä diffraktiokulmia, jotka riippuvat materiaalin kiderakenteesta ja atomien välisistä etäisyyksistä. Analysoimalla diffraktiokuvion sijaintia ja intensiteettiä tutkijat voivat määrittää materiaalin kidehilän parametrit, tunnistaa eri faasit ja arvioida kiteisyyden astetta.

Elektronidiffraatiota voidaan suorittaa useilla eri tavoilla, kuten transmisioelektronimikroskooppi-diffraktion (TEM-diffraktio) tai pyörrevärjäysdiffraktion (RHEED) avulla. TEM-diffraktiossa ohut näyte läpäistään elektronisuihkulla, mikä antaa tietoa materiaalin sisäisestä rakenteesta. RHEED puolestaan on pintasensitive menetelmä, jota käytetään usein ohutkalvojen kasvun seurantaan reaaliajassa. Menetelmä on erittäin hyödyllinen esimerkiksi puolijohteiden, metallien ja keramiikan karakterisoinnissa sekä uusien materiaalien kehittämisessä.