Forskjellen mellom X Ray Diffraksjon og Electron Diffraction

De nøkkelforskjell mellom X-ray diffraksjon og elektron diffraksjon er det X-ray diffraksjon innebærer diffraksjon av en innfallende stråle av X-stråler i forskjellige retninger, mens elektrondiffraksjon innebærer forstyrrelser av en elektronstråle.

Både X-ray diffraksjon og elektron diffraksjon er analytiske teknikker som vi kan bruke til å studere saken. En annen slik teknikk er nøytrondiffraksjon. Disse teknikkene avslører krystallstrukturer av materie. Derfor er applikasjonene av disse teknikkene i fast tilstand fysikk og kjemi.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er X Ray Diffraksjon
3. Hva er Electron Diffraction
4. Side ved side-sammenligning - X-strålediffraksjon vs elektrondiffraksjon i tabellform
5. Sammendrag

Hva er X Ray Diffraksjon?

X-strålediffraksjon eller X-strålekrystallografi er en analytisk teknikk som vi bruker til å bestemme strukturen av krystaller. Derfor, teorien bak teknikken innebærer diffraksjon av en hendelse X ray stråle i forskjellige retninger. Kort sagt, ved å måle vinklene og intensiteten til de diffrakte bjelkene, kan vi bestemme 3D-bildet av elektrondensiteten i krystallet. Følgelig gir elektrondensitetene posisjonene av atomer i krystallstrukturen. Videre kan vi bestemme de kjemiske bindingene og annen annen informasjon også.

Figur 01: Røntgendiffraktometer

Krystaller har regelmessig arrangert atomer. X-stråler er bølger av elektromagnetisk stråling. Derfor kan atomene i krystallet sprede røntgenstrålene gjennom atomernes elektroner. Som et resultat produserer X-stråler som rammer elektronene sekundære bølger (sfæriske bølger) som kommer fra elektronen. Vi kaller denne prosessen som "elastisk spredning" og elektron fungerer som scatterer. Disse bølgene avbryter imidlertid hverandre via destruktive forstyrrelser.

Hva er Electron Diffraction?

Elektrondiffraksjon er en analytisk teknikk som vi bruker til å studere saken. Derfor innebærer teorien bak denne teknikken avfyring av elektroner på en prøve for å observere elektronstråles interferensmønstre. Begrepet interferens refererer til dannelsen av en resulterende bølge fra to bølger som har større, lavere eller lik amplitude. Vanligvis utfører vi dette eksperimentet i et transmisjonselektronmikroskop (TEM) eller i et skanningelektronmikroskop (SEM). Disse instrumentene bruker en akselerert elektronstråle (akselerert av et elektrostatisk potensial).

Figur 02: Et elektrondiffraksjonsmønster

Krystallinske faste stoffer har en periodisk struktur av atomer. Denne periodiske strukturen fungerer som et diffraksjonsgitter (deler og diffraderer elektronstrålen i flere bjelker som beveger seg i forskjellige retninger). Der skjer spredning av elektroner på en forutsigbar måte. Diffraksjonens mønster gir oss detaljer for å forutsi krystallets struktur. Denne teknikken har imidlertid en stor begrensning ved faseproblem (problemet med tap av informasjon om fasen som kan oppstå ved fysisk måling).

Hva er forskjellen mellom X Ray Diffraction og Electron Diffraction?

X-strålediffraksjon og elektrondiffraksjon er viktige analytiske teknikker som vi kan bruke til å bestemme krystallstrukturen for krystallinske faste stoffer. Hovedforskjellen mellom X-strålediffraksjon og elektrondiffraksjon er at X-strålediffraksjon innebærer diffraksjon av en innfallende stråle av X-stråler i forskjellige retninger, mens elektrondiffraksjon innebærer forstyrrelser av en elektronstråle.

Videre bruker X-strålediffraksjon en stråle med X-stråler mens elektrondiffraksjon bruker en stråle av elektroner. Som en annen viktig forskjell mellom X-stråle- og elektrondiffraksjonene, er elektrondiffraksjon begrenset av faseproblemet mens det ikke har noen betydelig effekt på X-strålediffraksjon. Flere detaljer er vist i infografisk om forskjell mellom X-ray diffraksjon og elektrondiffraksjon.

Oppsummering - X Ray Diffraction vs Electron Diffraction

Både X-ray diffraksjon og elektron diffraksjon er teknikker som vi kan bruke til å bestemme strukturen av krystaller. Hovedforskjellen mellom X-strålediffraksjon og elektrondiffraksjon er at X-strålediffraksjon innebærer diffraksjon av en innfallende stråle av X-stråler i forskjellige retninger, mens elektrondiffraksjon innebærer forstyrrelser av en elektronstråle.

Henvisning:

1. "Røntgenkrystallografi." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 7. november 2018. Tilgjengelig her 
2. "Electron Diffraction." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 12. juli 2018. Tilgjengelig her 

Bilde Courtesy:

1. "Freezed XRD" Av Kaspar Kallip - Egentlig arbeid, (CC BY-SA 4,0) via Commons Wikimedia  
2. "DifraccionElectronesMET" Av Oysteinp på engelskspråk Wikipedia, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia