La diferència clau entre la difracció de raigs X i la difracció d'electrons és que la difracció de raigs X implica la difracció d'un feix incident de raigs X en diferents direccions, mentre que la difracció d'electrons implica la interferència d'un feix d'electrons.
Tant la difracció de raigs X com la difracció d'electrons són tècniques analítiques que podem utilitzar per estudiar la matèria. Una altra tècnica d'aquest tipus és la difracció de neutrons. Aquestes tècniques revelen les estructures cristal·lines de la matèria. Per tant, les aplicacions d'aquestes tècniques són a la física i la química de l'estat sòlid.
Què és la difracció de raigs X?
La difracció de raigs X o cristal·lografia de raigs X és una tècnica analítica que fem servir per determinar l'estructura dels cristalls. Per tant, la teoria darrere de la tècnica implica la difracció d'un feix de raigs X incident en diferents direccions. En resum, mesurant els angles i les intensitats dels feixos difractats, podem determinar la imatge en 3D de la densitat d'electrons dins d'aquest cristall. En conseqüència, les densitats d'electrons donen les posicions dels àtoms en l'estructura cristal·lina. A més, també podem determinar els enllaços químics i altres informacions diferents.
Figura 01: Difractòmetre de raigs X
Els cristalls tenen àtoms disposats regularment. Els raigs X són ones de radiació electromagnètica. Per tant, els àtoms del cristall poden dispersar els feixos de raigs X a través dels electrons dels àtoms. Com a resultat, els raigs X que incideixen els electrons produeixen ones secundàries (ones esfèriques) que surten de l'electró. Anomenem aquest procés com a "dispersió elàstica" i l'electró actua com a dispersor. Tanmateix, aquestes ones es cancel·len mútuament mitjançant interferències destructives.
Què és la difracció d'electrons?
La difracció d'electrons és una tècnica analítica que fem servir per estudiar la matèria. Per tant, la teoria darrere d'aquesta tècnica consisteix a disparar electrons a una mostra per observar els patrons d'interferència del feix d'electrons. El terme interferència fa referència a la formació d'una ona resultant a partir de dues ones que tenen una amplitud major, menor o igual. Normalment, realitzem aquest experiment en un microscopi electrònic de transmissió (TEM) o en un microscopi electrònic d'escaneig (SEM). Aquests instruments utilitzen un feix d'electrons accelerat (accelerat per un potencial electrostàtic).
Figura 02: un patró de difracció d'electrons
Els sòlids cristal·lins tenen una estructura periòdica d'àtoms. Aquesta estructura periòdica actua com una xarxa de difracció (divideix i difracta el feix d'electrons en diversos feixos que viatgen en diferents direccions). Allà, la dispersió dels electrons es produeix de manera previsible. El patró de difracció ens dóna detalls per predir l'estructura del cristall. No obstant això, aquesta tècnica té una gran limitació per problema de fase (el problema de pèrdua d'informació sobre la fase que es pot produir en fer una mesura física).
Quina diferència hi ha entre la difracció de raigs X i la difracció d'electrons?
La difracció de raigs X i la difracció d'electrons són tècniques analítiques importants que podem utilitzar per determinar l'estructura cristal·lina dels sòlids cristal·lins. La diferència clau entre la difracció de raigs X i la difracció d'electrons és que la difracció de raigs X implica la difracció d'un feix incident de raigs X en diferents direccions, mentre que la difracció d'electrons implica la interferència d'un feix d'electrons.
A més, la difracció de raigs X utilitza un feix de raigs X mentre que la difracció d'electrons utilitza un feix d'electrons. Com una altra diferència important entre les difraccions de raigs X i d'electrons, la difracció d'electrons està limitada pel problema de fase, mentre que no té un efecte considerable sobre la difracció de raigs X. Es mostren més detalls a la infografia sobre la diferència entre la difracció de raigs X i la difracció d'electrons.
Resum: difracció de raigs X i difracció d'electrons
Tant la difracció de raigs X com la difracció d'electrons són tècniques que podem utilitzar per determinar l'estructura dels cristalls. La diferència clau entre la difracció de raigs X i la difracció d'electrons és que la difracció de raigs X implica la difracció d'un feix incident de raigs X en diferents direccions, mentre que la difracció d'electrons implica la interferència d'un feix d'electrons.
