Forskellen mellem røntgenstrålediffraktion og elektrondiffraktion

Det vigtigste forskel mellem røntgenstrålediffraktion og elektrondiffraktion er det Røntgenstrålediffraktion involverer diffraktionen af ​​en indfaldende stråle af røntgenstråler i forskellige retninger, hvorimod elektrondiffraktion involverer interferensen af ​​en elektronstråle.

Både røntgenstrålediffraktion og elektrondiffraktion er analytiske teknikker, som vi kan bruge til at studere stof. En anden sådan teknik er neutrondiffraktion. Disse teknikker afslører stofets krystalstrukturer. Derfor er anvendelsen af ​​disse teknikker inden for faststoffysik og kemi.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er røntgenstrålediffraktion
3. Hvad er elektrondiffraktion
4. Sammenligning side ved side - røntgenstrålediffraktion vs elektrondiffraktion i tabelform
5. Resume

Hvad er røntgenstrålediffraktion?

Røntgenstrålediffraktion eller røntgenstrålekrystallografi er en analytisk teknik, som vi bruger til at bestemme strukturen af ​​krystaller. Derfor involverer teorien bag teknikken diffraktion af en hændende røntgenstråle i forskellige retninger. Kort sagt, ved at måle vinklerne og intensiteten af ​​de diffrakterede bjælker, kan vi bestemme 3D-billedet af elektrondensiteten inden for denne krystal. Følgelig giver elektronens densiteter positionerne for atomer i krystalstrukturen. Desuden kan vi også bestemme de kemiske bindinger og forskellige andre oplysninger.

Figur 01: Røntgendiffraktometer

Krystaller har regelmæssigt arrangeret atomer. X-stråler er bølger af elektromagnetisk stråling. Derfor kan atomerne i krystallen sprede røntgenstråler gennem atomernes elektroner. Som et resultat frembringer røntgenstråler, der slår elektronerne, sekundære bølger (sfæriske bølger) dukker op fra elektronet. Vi kalder denne proces som "elastisk spredning", og elektron fungerer som sprederen. Disse bølger annullerer imidlertid hinanden via destruktiv interferens.

Hvad er elektrondiffraktion?

Elektrondiffraktion er en analytisk teknik, som vi bruger til at studere sagen. Derfor involverer teorien bag denne teknik affyring af elektroner på en prøve for at observere interferensmønstrene i elektronstrålen. Udtrykket interferens henviser til dannelsen af ​​en resulterende bølge fra to bølger, der har større, lavere eller ens amplitude. Normalt udfører vi dette eksperiment i et transmissionselektronmikroskop (TEM) eller i et scanningselektronmikroskop (SEM). Disse instrumenter bruger en accelereret elektronstråle (accelereret af et elektrostatisk potentiale).

Figur 02: Et elektrondiffraktionsmønster

Krystallinske faste stoffer har en periodisk struktur af atomer. Denne periodiske struktur fungerer som et diffraktionsgitter (opdeler og spreder elektronstrålen i flere bjælker, der bevæger sig i forskellige retninger). Der forekommer spredning af elektroner på en forudsigelig måde. Mønsteret af diffraktion giver os detaljer til at forudsige strukturen af ​​krystallen. Imidlertid har denne teknik en stor begrænsning af faseproblem (problemet med tab af information om den fase, der kan opstå, når der foretages en fysisk måling).

Hvad er forskellen mellem røntgenstrålediffraktion og elektrondiffraktion?

Røntgenstrålediffraktion og elektrondiffraktion er vigtige analytiske teknikker, som vi kan bruge til at bestemme krystallstrukturen af ​​krystallinske faste stoffer. Den vigtigste forskel mellem røntgenstrålediffraktion og elektrondiffraktion er, at røntgenstrålediffraktion involverer diffraktionen af ​​en indfaldende stråle af røntgenstråler i forskellige retninger, hvorimod elektrondiffraktion involverer interferensen af ​​en elektronstråle.

Desuden bruger røntgendiffraktion en stråle af røntgenstråler, mens elektrondiffraktion bruger en stråle af elektroner. Som en anden vigtig forskel mellem røntgenstråle og elektrondiffraktion er elektrondiffraktion begrænset af faseproblemer, medens det ikke har nogen betydelig effekt på røntgenstrålediffraktion. Flere detaljer er vist i infografien om forskellen mellem røntgenstrålediffraktion og elektrondiffraktion.

Resume - X Ray Diffraktion vs Elektrondiffraktion

Både røntgenstrålediffraktion og elektrondiffraktion er teknikker, som vi kan bruge til at bestemme strukturen af ​​krystaller. Den vigtigste forskel mellem røntgenstrålediffraktion og elektrondiffraktion er, at røntgenstrålediffraktion involverer diffraktionen af ​​en indfaldende stråle af røntgenstråler i forskellige retninger, hvorimod elektrondiffraktion involverer interferensen af ​​en elektronstråle.

Reference:

1. "Røntgenkrystallografi." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 7. november 2018. Tilgængelig her 
2. "Elektrondiffraktion." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 12. juli 2018. Tilgængelig her 

Billede høflighed:

1. ”Freezed XRD” Af Kaspar Kallip - Eget arbejde, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia  
2. ”DifraccionElectronesMET” af Oysteinp på den engelsksprogede Wikipedia, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia