Rietveldanalyse

Rietveldanalyse is een kwantitatieve methode in kristallografie en materialenonderzoek voor het bepalen van kristalstructuren uit rietdiffractiegegevens door middel van een Rietveld-refinement. De methode is vernoemd naar de Nederlandse natuurkundige Hugo Rietveld, die deze benadering in de jaren zestig ontwikkelde.

Bij Rietveldanalyse wordt een theoretisch diffractiepatroon berekend uit een structurermodel dat parameters bevat zoals ruimtelijke groep, ruimtelijke latticeparameters, posities en occupancies van atomen, anisotrope temperatuurfactoren en het instrumentprofiel. Dit berekende patroon wordt vergeleken met het waargenomen patroon en de verschillen worden geminimaliseerd met een rechthoekige of niet-lineaire least-squares-optimalisatie. Het proces kan rekening houden met meerdere fasen in een monster, achtergrond, verschuivingen en breidingen van de lijnen door microstrain of instrumentele bredes.

De methode wordt toegepast op rietkristallijne data, meestal X- of neutronenstraal diffractie. Uit de refine kunnen structurele parameters, faseverhoudingen en formatieve afwijkingen afgeleid worden. Resultaten worden vaak gerapporteerd met betrouwbaarheidsgrafieken en goodness-of-fit-indicatoren zoals R-waarden en chi-kwadraat, die de kwaliteit van de fit aangeven.

Toepassingen bevinden zich in de metallurgie, materiaalwetenschap, geowetenschappen en chemie, waar men kristalstructuren, latticeparameters, dopings, vacancies of verschillende fasen in een materiaal nauwkeurig wil bepalen. Beperkingen omvatten de noodzaak van een redelijk onderlegd initiëel model, mogelijke parametercorrelaties, en gevoeligheid voor complexe multi-fasige systemen en gerelateerde breedte- en achtergrondmodellering. Veelgebruikte softwarepakketten zijn FullProf, GSAS, TOPAS, MAUD en Jana.