Diferența cheie dintre difracția de raze X și difracția de electroni este că difracția de raze X implică difracția unui fascicul incident de raze X în direcții diferite, în timp ce difracția de electroni implică interferența unui fascicul de electroni.
Atât difracția cu raze X, cât și difracția electronilor sunt tehnici analitice pe care le putem folosi pentru a studia materia. O altă astfel de tehnică este difracția cu neutroni. Aceste tehnici dezvăluie structurile cristaline ale materiei. Prin urmare, aplicațiile acestor tehnici sunt în fizica și chimia stării solide.
Ce este difracția cu raze X?
Difracția cu raze X sau cristalografia cu raze X este o tehnică analitică pe care o folosim pentru a determina structura cristalelor. Prin urmare, teoria din spatele tehnicii implică difracția unui fascicul incident de raze X în direcții diferite. Pe scurt, măsurând unghiurile și intensitățile fasciculelor difractate, putem determina imaginea 3D a densității electronilor din acel cristal. În consecință, densitățile de electroni dau pozițiile atomilor în structura cristalină. În plus, putem determina legăturile chimice și diverse alte informații.
Figura 01: Difractometru cu raze X
Cristalele au atomi aranjați în mod regulat. Razele X sunt unde de radiație electromagnetică. Prin urmare, atomii din cristal pot împrăștia fasciculele de raze X prin electronii atomilor. Ca rezultat, razele X care lovesc electronii produc unde secundare (unde sferice) care ies din electron. Numim acest proces „împrăștiere elastică”, iar electronul acționează ca dispersor. Cu toate acestea, aceste unde se anulează reciproc prin interferențe distructive.
Ce este difracția electronilor?
Difracția electronilor este o tehnică analitică pe care o folosim pentru a studia problema. Prin urmare, teoria din spatele acestei tehnici implică tragerea de electroni la o probă pentru a observa modelele de interferență ale fasciculului de electroni. Termenul de interferență se referă la formarea unei unde rezultante din două unde care au amplitudine mai mare, mai mică sau egală. De obicei, efectuăm acest experiment într-un microscop electronic cu transmisie (TEM) sau într-un microscop electronic cu scanare (SEM). Aceste instrumente folosesc un fascicul de electroni accelerat (accelerat de un potențial electrostatic).
Figura 02: Un model de difracție a electronilor
Solidele cristaline au o structură periodică de atomi. Această structură periodică acționează ca o rețea de difracție (împarte și difractează fasciculul de electroni în mai multe fascicule care se deplasează în direcții diferite). Acolo, împrăștierea electronilor are loc într-un mod previzibil. Modelul de difracție ne oferă detalii pentru a prezice structura cristalului. Cu toate acestea, această tehnică are o mare limitare prin problemă de fază (problema pierderii de informații privind faza care poate apărea la efectuarea unei măsurători fizice).
Care este diferența dintre difracția cu raze X și difracția electronilor?
Difracția cu raze X și difracția electronilor sunt tehnici analitice importante pe care le putem folosi pentru a determina structura cristalină a solidelor cristaline. Diferența cheie dintre difracția de raze X și difracția de electroni este că difracția de raze X implică difracția unui fascicul incident de raze X în direcții diferite, în timp ce difracția de electroni implică interferența unui fascicul de electroni.
În plus, difracția cu raze X folosește un fascicul de raze X, în timp ce difracția cu electroni folosește un fascicul de electroni. Ca o altă diferență importantă între difracția cu raze X și electroni, difracția electronilor este limitată de problema de fază, în timp ce nu are un efect considerabil asupra difracției cu raze X. Mai multe detalii sunt afișate în infograficul despre diferența dintre difracția cu raze X și difracția electronilor.
Rezumat – Difracția cu raze X vs difracția electronilor
Atât difracția cu raze X, cât și difracția electronilor sunt tehnici pe care le putem folosi pentru a determina structura cristalelor. Diferența cheie dintre difracția de raze X și difracția de electroni este că difracția de raze X implică difracția unui fascicul incident de raze X în direcții diferite, în timp ce difracția de electroni implică interferența unui fascicul de electroni.
