Nøkkelforskjellen mellom røntgendiffraksjon og elektrondiffraksjon er at røntgendiffraksjon involverer diffraksjon av en innfallende stråle av røntgenstråler i forskjellige retninger, mens elektrondiffraksjon involverer interferens fra en elektronstråle.
Både røntgendiffraksjon og elektrondiffraksjon er analytiske teknikker som vi kan bruke for å studere materie. En annen slik teknikk er nøytrondiffraksjon. Disse teknikkene avslører materiens krystallstrukturer. Derfor er bruken av disse teknikkene innen faststofffysikk og kjemi.
Hva er røntgendiffraksjon?
Røntgenstrålediffraksjon eller røntgenkrystallografi er en analytisk teknikk som vi bruker for å bestemme strukturen til krystaller. Derfor involverer teorien bak teknikken diffraksjon av en innfallende røntgenstråle i forskjellige retninger. Kort sagt, ved å måle vinklene og intensitetene til de diffrakterte strålene, kan vi bestemme 3D-bildet av elektrontettheten i den krystallen. Følgelig gir elektrontetthetene posisjonene til atomer i krystallstrukturen. Videre kan vi bestemme de kjemiske bindingene og diverse annen informasjon også.
Figur 01: Røntgendiffraktometer
Krystaller har regelmessig ordnede atomer. Røntgenstråler er bølger av elektromagnetisk stråling. Derfor kan atomene i krystallen spre røntgenstrålene gjennom elektronene til atomene. Som et resultat produserer røntgenstråler som treffer elektronene sekundære bølger (sfæriske bølger) fra elektronet. Vi kaller denne prosessen som "elastisk spredning" og elektron fungerer som spredning. Imidlertid kansellerer disse bølgene hverandre via destruktiv interferens.
Hva er elektrondiffraksjon?
Elektrondiffraksjon er en analytisk teknikk som vi bruker for å studere saken. Derfor involverer teorien bak denne teknikken avfyring av elektroner mot en prøve for å observere interferensmønstrene til elektronstrålen. 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 skanningselektronmikroskop (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 (splitter og diffrakterer elektronstrålen i flere stråler som beveger seg i forskjellige retninger). Der skjer spredningen av elektroner på en forutsigbar måte. Diffraksjonsmønsteret gir oss detaljer for å forutsi strukturen til krystallen. Imidlertid har denne teknikken en stor fasebegrensning (problemet med tap av informasjon om fasen som kan oppstå når en fysisk måling utføres).
Hva er forskjellen mellom røntgendiffraksjon og elektrondiffraksjon?
Røntgendiffraksjon og elektrondiffraksjon er viktige analytiske teknikker som vi kan bruke for å bestemme krystallstrukturen til krystallinske faste stoffer. Nøkkelforskjellen mellom røntgendiffraksjon og elektrondiffraksjon er at røntgendiffraksjon involverer diffraksjon av en innfallende stråle av røntgenstråler i forskjellige retninger, mens elektrondiffraksjon involverer interferens fra en elektronstråle.
I tillegg bruker røntgendiffraksjon en stråle av røntgenstråler mens elektrondiffraksjon bruker en stråle av elektroner. Som en annen viktig forskjell mellom røntgen- og elektrondiffraksjoner, er elektrondiffraksjon begrenset av faseproblem mens den ikke har noen betydelig effekt på røntgendiffraksjon. Flere detaljer er vist i infografikken om forskjellen mellom røntgendiffraksjon og elektrondiffraksjon.
Sammendrag – røntgendiffraksjon vs elektrondiffraksjon
Både røntgendiffraksjon og elektrondiffraksjon er teknikker som vi kan bruke for å bestemme strukturen til krystaller. Nøkkelforskjellen mellom røntgendiffraksjon og elektrondiffraksjon er at røntgendiffraksjon involverer diffraksjon av en innfallende stråle av røntgenstråler i forskjellige retninger, mens elektrondiffraksjon involverer interferens fra en elektronstråle.
