diffraktiotekniikoita

Diffraktiotekniikat ovat menetelmiä, joita käytetään materiaalien atomi- tai molekyylirakenteen tutkimiseen hyödyntämällä sähkömagneettisen säteilyn tai hiukkasten taipumista havaittaessa niitä kiteisessä aineessa. Kun aalto tai hiukkanen kohtaa säännöllisen hilan, kuten kiteen atomiverkon, se voi diffraktion kautta taipua ja luoda tunnusomaisen diffraktiokuvion. Tätä kuviota analysoimalla voidaan päätellä materiaalin sisäinen rakenne.

Yleisimpiä diffraktion lähteitä ovat röntgensäteet, neutronit ja elektronit. Röntgendiffraktio (XRD) on laajalti käytetty tekniikka, jossa röntgensäteet pommitetaan näytettä kohti. Näytteen kiteinen rakenne hajottaa röntgensäteet tietyissä kulmissa, jotka muodostavat diffraktiokuvion. Tästä kuviosta voidaan määrittää kiteen koko, muoto, orientaatio ja atomien väliset etäisyydet.

Neutronidiffraktiossa käytetään neutroneja, jotka ovat varauksettomia ja tunkeutuvat syvemmälle materiaaleihin kuin röntgensäteet. Neutroni-interaktiot ovat erityisen herkkiä kevyille atomeille, kuten vedylle, mikä tekee neutronidiffraktiosta arvokkaan esimerkiksi polymeerien ja biologisten materiaalien tutkimuksessa. Elektronidiffraktiota käytetään tyypillisesti tutkittaessa materiaalien pinnan tai hyvin ohuita kalvoja. Se tarjoaa tietoa paikallisesta rakenteesta ja faasien olemassaolosta. Kaikissa diffraktiomenetelmissä analysoinnin ytimenä on havaittu diffraktiokuvio, jonka tulkinta perustuu Braggin lakiin tai vastaaviin diffraktion periaatteisiin.