Röntgendiffraktiossa

Röntgendiffraktiossa, tunnettu myös nimellä röntgensironta, on tekniikka, jota käytetään atomien ja molekyylien järjestyksen määrittämiseen kiteisissä kiinteissä aineissa. Menetelmä perustuu siihen, että röntgensäteet siroavat atomien ja molekyylien muodostamista elektroniverkoista tietyissä kulmissa. Tämä siroaminen aiheuttaa interferenssikuvioita, jotka voidaan havaita ja analysoida.

Kun röntgensäteet osuvat kidehilaan, ne vuorovaikuttavat kidehilan atomien elektronien kanssa. Tämä vuorovaikutus johtaa röntgensäteiden sirontaan eri suuntiin. Koska atomit ovat järjestäytyneet säännöllisesti kiteessä, sironneet röntgensäteet voivat interferoida keskenään. Konstruktiivinen interferenssi, joka tapahtuu tietyillä kulmilla, johtaa voimakkaisiin diffraktiopiikkeihin. Braggin laki kuvaa olosuhteet, joissa konstruktiivinen interferenssi tapahtuu: nλ = 2d sin θ, missä n on kokonaisluku, λ on röntgensäteiden aallonpituus, d on kidehilan tasojen välinen etäisyys ja θ on Braggin kulma.

Diffraktiokuvio, joka saadaan analysoimalla sironneita röntgensäteitä, on ainutlaatuinen kullekin kidehilarakenteelle. Analysoimalla diffraktiokuvion piikkien paikkoja ja intensiteettejä tutkijat voivat päätellä kidehilan parametrit, kuten hilavakion ja atomien sijainnit. Röntgendiffraktiolla on laaja käyttökohde materiaalitieteissä, kemiassa, fysiikassa ja biologiassa muun muassa uusien materiaalien tunnistamisessa, faasimuutosten tutkimisessa ja molekyylirakenteiden selvittämisessä.