Diffrattometria a raggi X (XRD): capire la struttura dei materiali
diffrattometria a raggi X (XRD) è una tecnologia che fornisce informazioni dettagliate sulla composizione chimica e struttura cristallografica di un oggetto naturale o artificiale. Non funziona sul principio di un tipico raggio X nel rivelare le parti interne. Piuttosto, un dispositivo XRD spara raggi X su un campione e misura gli angoli e la direzione della diffrazione dei fasci a livello atomico. Attraverso questa misurazione, gli scienziati possono valutare la composizione chimica e struttura cristallografica dell'oggetto in studio.
Diffrazione da polvere
La XRD da polvere può essere la tecnica più comune. Il campione consiste di grani del materiale in analisi. La diffrazione da polvere può anche essere usata per studiare campioni in sospensione liquida. Il termine "polvere" non si riferisce a un campione in polvere ma al fatto che i domini cristallini sono orientati casualmente nel campione. I risultati da una XRD da polvere consistono delle posizioni e intensità dei picchi che identificano la struttura sottostante. Con questo mezzo, diamante o grafite producono risultati diversi anche se entrambi consistono di carbonio a livello atomico.
Diffrazione da film sottile
diffrazione da film sottile non è tanto una singola tecnica XRD quanto una raccolta di tecniche per analizzare campioni di film sottili cresciuti su substrati. Questa tecnica è spesso usata in ricerca e sviluppo di dispositivi microelettronici e optoelettronici. È particolarmente utile per misurare costanti di reticolo precise che possono aiutare a misurare tensione strutturale e residua in un materiale.
Tecniche di analisi XRD
analisi qualitativa delle misurazioni XRD identifica la struttura sottostante di un campione confrontandola con dati da materiali simili. Richiede misurazioni precise di posizioni e intensità dei picchi per una determinazione accurata del sistema di diffrazione. L'analisi quantitativa dei dati XRD misura la struttura di campioni che non mantengono forma costante, come campioni multifase. Cioè, cerca di valutare le proprietà di un materiale la cui struttura cambia attraverso fasi. I metodi più efficaci di valutazione quantitativa sono molto complessi e richiedono potenti computer. Fortunatamente, esistono diverse versioni economiche di software di analisi XRD, anche se potrebbero non essere "user friendly" come quelle commerciali.