diffraktiotutkimuksissa

Diffraktiotutkimuksissa, eli diffraktiomenetelmissä, tutkitaan materiaalien atomien tai molekyylien järjestymistä havainnoimalla, miten aallot vuorovaikuttavat näiden rakenteiden kanssa. Yleisimpiä diffraktiomenetelmiä ovat röntgendiffraktio (XRD), neutronidiffraktio ja elektronidiffraktio. Näissä menetelmissä materiaalinäytettä pommitetaan korkeaenergisillä aalloilla, ja nämä aallot siroavat eli diffrahoituvat vuorovaikutuksesta materiaalin elektronien tai ytimien kanssa.

Diffraktion perusperiaate perustuu Braggin lakiin, joka kuvaa, milloin havaitaan vahvistavaa interferenssiä siroutuneiden aaltojen välillä. Tämä interferenssi ilmenee tyypillisinä diffraktiokuvioina, jotka ovat joko pisteitä tai renkaita. Analysoimalla diffraktiokuvion paikkaa ja intensiteettiä voidaan päätellä materiaalin kiderakenne, kuten atomien väliset etäisyydet, hilavakiot ja kideorientaatiot.

Diffraktiomenetelmiä käytetään laajasti eri tieteenaloilla. Materiaalitieteessä niitä hyödynnetään uusien materiaalien kehittämisessä ja olemassa olevien materiaalien ominaisuuksien ymmärtämisessä. Kemian alalla diffraktion avulla voidaan määrittää molekyylien rakenne. Fysiikassa menetelmää käytetään esimerkiksi suprajohteiden tai puolijohteiden tutkimuksessa. Lisäksi diffraktion sovelluksia löytyy biologiasta ja geologiasta. Menetelmän valinta riippuu tutkittavasta materiaalista ja halutuista tiedoista.