Simulazione della diffrazione di raggi X / neutroni¶

La simulazione della diffrazione di raggi X / neutroni calcola i pattern di diffrazione di raggi X e neutroni da monocristallo. È una delle modalità principali del simulatore di diffrazione.

Questa pagina elenca tutte le impostazioni che compaiono sul lato destro quando si seleziona Wave Length = X-ray (o neutron). Per le operazioni a livello di finestra, come il disegno e il salvataggio, consultare la pagina panoramica.

Condizioni della GUI: Wave Length = X-ray / Neutron · Incident beam = Parallel / Precession (X-ray) / Back-Laue · Intensity calculation = Only excitation error / Kinematical

Panoramica¶

I raggi X hanno una lunghezza d'onda maggiore degli elettroni (Cu Kα: 0.15406 nm = 1.5406 Å), per cui la sfera di Ewald è più fortemente curvata. Di conseguenza, un numero minore di punti del reticolo reciproco soddisfa simultaneamente la condizione di diffrazione rispetto agli elettroni. Poiché il potere di diffusione atomico è piccolo e la diffusione multipla è debole, la teoria cinematica della diffrazione fornisce un'accuratezza sufficiente per le intensità (il calcolo dinamico è supportato solo per gli elettroni).

Wave Length¶

Selezionare X-ray come sorgente di radiazione. I raggi X possono essere specificati in due modi: raggi X caratteristici e radiazione di sincrotrone.

Raggi X caratteristici¶

La scelta di un elemento e di una transizione fissa la lunghezza d'onda dei raggi X caratteristici. La transizione è specificata nella notazione di Siegbahn (Kα₁ / Kα₂ / Kβ, ecc.). Lunghezze d'onda Kα₁ di elementi rappresentativi:

Elemento	Linea	Lunghezza d'onda (Å)	Energia (keV)
Cu	Kα₁	1.5406	8.048
Mo	Kα₁	0.7107	17.479
Co	Kα₁	1.7890	6.930
Cr	Kα₁	2.2910	5.415

Radiazione di sincrotrone¶

Impostare Element su 0: Custom e inserire direttamente l'energia (keV) o la lunghezza d'onda (Å). È possibile utilizzare qualsiasi lunghezza d'onda.

Modalità del fascio incidente¶

Seleziona la geometria del fascio incidente. Per i raggi X sono disponibili tre modalità.

Parallel¶

L'onda piana standard. Un fascio incidente parallelo utilizzato per SAED e per la diffrazione di raggi X da monocristallo.

Precession (X-ray) — camera di precessione¶

Simula una camera di precessione a raggi X. Si tratta di una fotografia di precessione che cattura un singolo strato del reticolo reciproco.

Back-Laue (Laue in retroriflessione)¶

Simula un pattern di Laue in retroriflessione con raggi X bianchi (policromatici). In questa geometria di retroriflessione il rivelatore è collocato sul lato della sorgente e Monochrome viene disattivato. La geometria di riflessione è data da Tau / Phi in Detector geometry (vedere Detector geometry).

Nota: Le opzioni del fascio incidente seguono la lunghezza d'onda. Precession (electron) e Convergence (CBED) compaiono solo quando è selezionata la radiazione elettronica, mentre le opzioni Precession (X-ray) e Back-Laue sopra indicate compaiono solo quando è selezionata la radiazione a raggi X. Per i neutroni è disponibile solo Parallel. A seconda dello stato al momento dell'acquisizione, lo screenshot potrebbe non mostrare le opzioni specifiche dei raggi X.

Calcolo dell'intensità¶

Seleziona il metodo utilizzato per calcolare le intensità degli spot. Per i raggi X sono disponibili due modalità.

Only excitation error¶

L'intensità è determinata esclusivamente dalla distanza geometrica tra la sfera di Ewald e il punto del reticolo reciproco (l'errore di eccitazione \(s_g\)). Un \(\lvert s_g \rvert\) più piccolo dà un'intensità maggiore, con un picco al valore impostato da Radius, e scende a zero quando \(\lvert s_g \rvert\) supera Radius. Il fattore di struttura viene ignorato.

Kinematical & excitation error¶

Oltre all'errore di eccitazione, il fattore di struttura cinematico \(\lvert F_{hkl} \rvert^2\) viene incorporato nell'intensità. Le regole di estinzione sono rigorosamente rispettate. I fattori di Lorentz e di polarizzazione non sono inclusi (si tratta di una simulazione del pattern geometrico).

Nota: La teoria dinamica è disabilitata per i raggi X (disponibile solo quando è selezionata la radiazione elettronica).

Aspetto degli spot¶

Controlla come viene reso ciascuno spot di diffrazione.

Solid sphere / Gaussian : modello geometrico del punto del reticolo reciproco. Solid sphere utilizza la sezione trasversale tra una sfera di raggio R e la sfera di Ewald (l'area del cerchio corrisponde all'intensità di diffrazione); Gaussian utilizza la sezione trasversale tra una gaussiana 3-D con σ = R e la sfera di Ewald (l'integrale della gaussiana 2-D corrisponde all'intensità di diffrazione).
Opacity : trasparenza dello spot (0 = trasparente, 1 = opaco).
Radius (R) : raggio del punto del reticolo reciproco. La dimensione dello spot reso è determinata dalla combinazione di Appearance e Intensity calculation.
Brightness : attivo solo nella modalità Gaussian. Imposta l'intensità integrata della gaussiana resa.
Color scale : scegliere tra le mappe di colore Gray scale e Cold-warm.
Log scale : visualizza le intensità su scala logaritmica.
Spot color : colore predefinito dello spot quando la scala di colore non viene applicata.
Use crystal color : se selezionato, disegna gli spot nel colore assegnato a ciascun cristallo.

Anelli di Debye (policristallino)¶

È possibile visualizzare gli anelli di Debye di un campione policristallino. Abilitare Debye rings sulla barra degli strumenti (vedere Toolbar).

Ignore diffraction intensity : disegna tutti gli anelli con lo stesso colore e la stessa intensità (utilizzato per un confronto puramente geometrico che ignora il fattore di struttura).
Show index label : visualizza l'indice (hkl) accanto a ciascun anello.

Le impostazioni dettagliate si trovano nella scheda Debye rings del menu a schede.

Diffrazione di neutroni¶

La selezione di Neutron nel controllo Wave Length calcola un pattern di diffrazione di neutroni. Inserire l'energia (meV) o la lunghezza d'onda (nm). Il fascio incidente può essere solo Parallel. Il calcolo dell'intensità può essere Only excitation error o Kinematical (Dynamical non è disponibile). L'intensità cinematica utilizza la lunghezza di diffusione del neutrone al posto del fattore di diffusione atomico.

Differenze tra diffrazione di raggi X ed elettronica¶

Caratteristica	Diffrazione di raggi X	Diffrazione elettronica
Lunghezza d'onda	Lunga (0.5–2.5 Å)	Corta (0.02–0.04 Å)
Curvatura della sfera di Ewald	Grande	Piccola (quasi piatta)
Riflessioni simultanee	Poche	Molte
Fattore di diffusione	Fattore di diffusione atomico \(f(s)\)	Fattore di diffusione elettronico \(f_e(s)\)
Effetti dinamici	Solitamente piccoli	Grandi
Regole di estinzione	Rigorosamente rispettate	Possono essere violate dalla diffusione multipla

Operazioni comuni¶

Per le operazioni a livello di finestra come la lunghezza della camera, la geometria del rivelatore, il salvataggio dei pattern e le impostazioni dei colori, consultare la pagina panoramica. La geometria dettagliata del rivelatore si configura nella finestra di geometria seguente.