diffraktiorakenteen

Diffraktiorakenne on käsitteellinen kuvaus siitä, miten aineen säännöllinen, toistuva rakenne vaikuttaa sen diffraktioon. Se kertoo, miten atomien ja muiden hajottavien pisteiden sijoittelu määrää diffraktiokuvion paikat ja niiden intensiteetit. Diffraktiorakenteesta voidaan päätellä aineen kolmiulotteinen atomijärjestys sekä sen materiaalin ominaisuuksia.

Perusrakenne muodostuu toistuvista yksiköistä. Diffraktiorakenne voidaan kuvata kideverkkoina sekä yksikön solun sisäisen atomijakauman kautta. Kun säteily kohtaa rakenteen, se diffraktoituu ja syntyy diffraktiokuvio, jossa pisteet vastaavat tiettyjä tasoja tai suuntia rakenteessa.

Braggin laki, nλ = 2d sin θ, on keskeinen yhteys diffraktiokuvion ja kiderakenteen välillä. Tässä λ on aallonpituus, d tasojen etäisyys ja θ diffraktiokulma. Indeksit hkl määrittelevät, mitkä tasot ovat kyseessä. Rakennefaktori F(hkl) kuvaa, kuinka atomien lajit, sijainnit ja osumat vaikuttavat diffraktiokuvion intensiteetteihin, ja sitä käytetään rakenteen mallintamiseen.

Diffaktiotietojen analysointi mahdollistaa atomien sijaintien ratkaisemisen ja rakenteen tarkentamisen. Yleisimmät menetelmät ovat X-ray-, neutron- ja elektronidiffraktio, joiden avulla voidaan saada kolmiulotteinen atomijärjestys. Diffraktiorakenteen tuntemus on keskeistä mineralogiassa, kemiassa, materiaalitieteessä ja biokemiassa.