röntgendiffraatio

Röntgendiffraatio, ofta kallad röntgendiffraktion eller XRD (X-ray diffraction), är en analytisk teknik för att studera kristallstruktur och materialegenskaper hos fasta ämnen genom att mäta hur röntgenstrålar diffrakteras av deras kristallgitter. Genom Braggs lag nλ = 2d sin θ kopplas diffraktionsmönstret till planvarianter och enhetscellens dimensioner.

Principen bygger på att monokromatiska röntgenstrålar som träffar ett kristallgitter ger konstruktiv interferens vid särskilda vinklar. Att registrera intensiteten som funktion av diffraktionsvinkeln 2θ ger ett mönster som speglar materialets fasinnehåll, gitterparametrar och symmetri. Vanliga arbetsfrekvenser använder Cu Kα-strålning (λ cirka 1,5406 Å).

En röntgendiffraktometer består av en röntgenkälla, kolimator, goniometer och detektor. Prov kan vara i pulverform (pulverröntgendiffraktion, PXRD) eller i kristallform (single-crystal XRD). Dataanalys sker i datorprogram som utför fasidentifiering, bestämning av kristallparametrar och ofta strukturrefinement, exempelvis via Rietveld-metoden.

Användningar inkluderar fasidentifiering i materialvetenskap, uppmätning av kristallinitet och craving av enhetscellslängder, bedömning av kristallstorlek genom Scherrer-ekvationen, samt studier av textur, spänning och polymorfi i material. Småvinkelröntgendiffraktion (SAXS/SXRD) används för nanostrukturer och porös struktur.

Historiskt var insatserna avgörande från Max von Laue och bröderna Bragg som visade röntgens diffraktionens möjligheter. Säkerhetsaspekter inkluderar skydd och avskärmning mot röntgenstrålning.