Sự khác biệt chính giữa nhiễu xạ tia X và nhiễu xạ điện tử là nhiễu xạ tia X liên quan đến sự nhiễu xạ của chùm tia X tới các hướng khác nhau trong khi nhiễu xạ điện tử liên quan đến sự giao thoa của chùm điện tử.
Cả nhiễu xạ tia X và nhiễu xạ điện tử đều là các kỹ thuật phân tích mà chúng ta có thể sử dụng để nghiên cứu vật chất. Một kỹ thuật khác như vậy là nhiễu xạ nơtron. Những kỹ thuật này tiết lộ cấu trúc tinh thể của vật chất. Do đó, các ứng dụng của các kỹ thuật này là trong vật lý và hóa học ở trạng thái rắn.
Nhiễu xạ tia X là gì?
Nhiễu xạ tia X hay tinh thể học tia X là một kỹ thuật phân tích mà chúng tôi sử dụng để xác định cấu trúc của tinh thể. Do đó, lý thuyết đằng sau kỹ thuật này liên quan đến sự nhiễu xạ của chùm tia X tới thành các hướng khác nhau. Tóm lại, bằng cách đo góc và cường độ của chùm nhiễu xạ, chúng ta có thể xác định bức tranh 3D về mật độ electron bên trong tinh thể đó. Do đó, mật độ electron cho vị trí của các nguyên tử trong cấu trúc tinh thể. Hơn nữa, chúng tôi cũng có thể xác định các liên kết hóa học và nhiều thông tin khác.
Hình 01: Máy đo nhiễu xạ tia X
Tinh thể có các nguyên tử sắp xếp đều đặn. Tia X là sóng bức xạ điện từ. Do đó, các nguyên tử trong tinh thể có thể tán xạ chùm tia X qua các electron của nguyên tử. Kết quả là, tia X đập vào electron tạo ra sóng thứ cấp (sóng hình cầu) xuất hiện từ electron. Chúng tôi gọi quá trình này là “tán xạ đàn hồi” và electron đóng vai trò là chất tán xạ. Tuy nhiên, các sóng này triệt tiêu lẫn nhau thông qua giao thoa hủy diệt.
Nhiễu xạ điện tử là gì?
Nhiễu xạ điện tử là một kỹ thuật phân tích mà chúng tôi sử dụng để nghiên cứu vật chất. Do đó, lý thuyết đằng sau kỹ thuật này liên quan đến việc bắn các điện tử vào một mẫu để quan sát các mẫu giao thoa của chùm điện tử. Thuật ngữ giao thoa đề cập đến sự hình thành sóng kết quả từ hai sóng có biên độ lớn hơn, thấp hơn hoặc bằng nhau. Thông thường, chúng tôi thực hiện thí nghiệm này trong kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) hoặc trong kính hiển vi điện tử quét (SEM). Những dụng cụ này sử dụng một chùm điện tử gia tốc (được gia tốc bởi thế tĩnh điện).
Hình 02: Mẫu nhiễu xạ điện tử
Chất rắn kết tinh có cấu trúc tuần hoàn các nguyên tử. Cấu trúc tuần hoàn này hoạt động như một cách tử nhiễu xạ (tách và nhiễu xạ chùm tia điện tử thành nhiều chùm truyền theo các hướng khác nhau). Ở đó, sự tán xạ của các electron xảy ra theo cách có thể đoán trước được. Dạng nhiễu xạ cho chúng ta những chi tiết để dự đoán cấu trúc của tinh thể. Tuy nhiên, kỹ thuật này có một hạn chế lớn là vấn đề về pha (vấn đề mất thông tin liên quan đến pha có thể xảy ra khi thực hiện phép đo vật lý).
Sự khác biệt giữa nhiễu xạ tia X và nhiễu xạ điện tử là gì?
Nhiễu xạ tia X và nhiễu xạ điện tử là những kỹ thuật phân tích quan trọng mà chúng ta có thể sử dụng để xác định cấu trúc tinh thể của chất rắn kết tinh. Sự khác biệt cơ bản giữa nhiễu xạ tia X và nhiễu xạ điện tử là nhiễu xạ tia X liên quan đến sự nhiễu xạ của chùm tia X tới các hướng khác nhau trong khi nhiễu xạ điện tử liên quan đến sự giao thoa của chùm điện tử.
Hơn nữa, nhiễu xạ tia X sử dụng một chùm tia X trong khi nhiễu xạ điện tử sử dụng một chùm electron. Như một sự khác biệt quan trọng khác giữa nhiễu xạ tia X và điện tử, nhiễu xạ điện tử bị giới hạn bởi vấn đề pha trong khi nó không có ảnh hưởng đáng kể đến nhiễu xạ tia X. Thông tin chi tiết được hiển thị trong đồ họa thông tin về sự khác biệt giữa nhiễu xạ tia X và nhiễu xạ điện tử.
Tóm tắt - Nhiễu xạ tia X và nhiễu xạ điện tử
Cả nhiễu xạ tia X và nhiễu xạ điện tử đều là những kỹ thuật mà chúng ta có thể sử dụng để xác định cấu trúc của tinh thể. Sự khác biệt cơ bản giữa nhiễu xạ tia X và nhiễu xạ điện tử là nhiễu xạ tia X liên quan đến sự nhiễu xạ của chùm tia X tới các hướng khác nhau trong khi nhiễu xạ điện tử liên quan đến sự giao thoa của chùm điện tử.
