Simulação de difração de raios X / nêutrons¶

A simulação de difração de raios X / nêutrons calcula padrões de difração de monocristal para raios X e nêutrons. É um dos principais modos do simulador de difração.

Esta página lista todas as configurações que aparecem no lado direito quando você seleciona Wave Length = X-ray (ou neutron). Para operações que afetam toda a janela, como desenhar e salvar, consulte a página de visão geral.

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

Visão geral¶

Os raios X têm um comprimento de onda maior que os elétrons (Cu Kα: 0.15406 nm = 1.5406 Å), de modo que a esfera de Ewald é mais fortemente curvada. Como resultado, menos pontos da rede recíproca satisfazem a condição de difração simultaneamente do que no caso dos elétrons. Como o poder de espalhamento atômico é pequeno e o espalhamento múltiplo é fraco, a teoria cinemática da difração fornece precisão suficiente para as intensidades (o cálculo dinâmico é suportado apenas para elétrons).

Wave Length¶

Selecione X-ray como fonte de radiação. Os raios X podem ser especificados de duas maneiras: raios X característicos e radiação síncrotron.

Raios X característicos¶

A escolha de um elemento e de uma transição fixa o comprimento de onda dos raios X característicos. A transição é especificada na notação de Siegbahn (Kα₁ / Kα₂ / Kβ, etc.). Comprimentos de onda Kα₁ de elementos representativos:

Elemento	Linha	Comprimento de 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

Radiação síncrotron¶

Defina Element como 0: Custom e insira diretamente a energia (keV) ou o comprimento de onda (Å). Qualquer comprimento de onda pode ser usado.

Modo do feixe incidente¶

Seleciona a geometria do feixe incidente. Três modos estão disponíveis para raios X.

Parallel¶

A onda plana padrão. Um feixe incidente paralelo, usado para SAED e difração de raios X de monocristal.

Precession (X-ray) — câmera de precessão¶

Simula uma câmera de precessão de raios X. Trata-se de uma fotografia de precessão que captura uma única camada da rede recíproca.

Back-Laue (Laue de retrorreflexão)¶

Simula um padrão de Laue de retrorreflexão com raios X brancos (policromáticos). Nessa geometria de retrorreflexão, o detector é colocado do lado da fonte e Monochrome é desativado. A geometria de reflexão é dada por Tau / Phi em Detector geometry (consulte Detector geometry).

Nota: As opções do feixe incidente acompanham o comprimento de onda. Precession (electron) e Convergence (CBED) aparecem somente quando a radiação de elétrons está selecionada, enquanto as opções Precession (X-ray) e Back-Laue acima aparecem somente quando a radiação de raios X está selecionada. Para nêutrons, apenas Parallel está disponível. Dependendo do estado no momento da captura, a captura de tela pode não mostrar as opções específicas de raios X.

Cálculo da intensidade¶

Seleciona o método usado para calcular as intensidades dos spots. Dois modos estão disponíveis para raios X.

Only excitation error¶

A intensidade é determinada exclusivamente pela distância geométrica entre a esfera de Ewald e o ponto da rede recíproca (o erro de excitação \(s_g\)). Um \(\lvert s_g \rvert\) menor resulta em maior intensidade, com pico no valor definido por Radius, caindo a zero quando \(\lvert s_g \rvert\) excede o Radius. O fator de estrutura é ignorado.

Kinematical & excitation error¶

Além do erro de excitação, o fator de estrutura cinemático \(\lvert F_{hkl} \rvert^2\) é incorporado à intensidade. As regras de extinção são estritamente obedecidas. Os fatores de Lorentz e de polarização não são incluídos (esta é uma simulação do padrão geométrico).

Nota: A teoria dinâmica está desabilitada para raios X (disponível somente quando a radiação de elétrons está selecionada).

Aparência dos spots¶

Controla como cada spot de difração é renderizado.

Solid sphere / Gaussian : modelo geométrico do ponto da rede recíproca. Solid sphere usa a seção transversal entre uma esfera de raio R e a esfera de Ewald (a área do círculo corresponde à intensidade de difração); Gaussian usa a seção transversal entre uma gaussiana 3D com σ = R e a esfera de Ewald (a integral da gaussiana 2D corresponde à intensidade de difração).
Opacity : transparência do spot (0 = transparente, 1 = opaco).
Radius (R) : raio do ponto da rede recíproca. O tamanho do spot renderizado é determinado pela combinação de Appearance e Intensity calculation.
Brightness : ativo apenas no modo Gaussian. Define a intensidade integrada da gaussiana renderizada.
Color scale : escolha entre os mapas de cores Gray scale e Cold-warm.
Log scale : exibe as intensidades em escala logarítmica.
Spot color : cor padrão do spot quando a escala de cores não se aplica.
Use crystal color : quando marcado, desenha os spots na cor atribuída a cada cristal.

Anéis de Debye (policristalino)¶

Os anéis de Debye de uma amostra policristalina podem ser exibidos. Ative Debye rings na barra de ferramentas (consulte Barra de ferramentas).

Ignore diffraction intensity : desenha todos os anéis com a mesma cor e intensidade (usado para uma comparação puramente geométrica que ignora o fator de estrutura).
Show index label : exibe o índice (hkl) próximo a cada anel.

As configurações detalhadas estão na aba Debye rings do menu de abas.

Difração de nêutrons¶

Selecionar Neutron no controle Wave Length calcula um padrão de difração de nêutrons. Insira a energia (meV) ou o comprimento de onda (nm). O feixe incidente só pode ser Parallel. O cálculo da intensidade pode ser Only excitation error ou Kinematical (Dynamical não está disponível). A intensidade cinemática usa o comprimento de espalhamento de nêutrons em vez do fator de espalhamento atômico.

Diferenças entre difração de raios X e de elétrons¶

Característica	Difração de raios X	Difração de elétrons
Comprimento de onda	Longo (0.5–2.5 Å)	Curto (0.02–0.04 Å)
Curvatura da esfera de Ewald	Grande	Pequena (quase plana)
Reflexões simultâneas	Poucas	Muitas
Fator de espalhamento	Fator de espalhamento atômico \(f(s)\)	Fator de espalhamento eletrônico \(f_e(s)\)
Efeitos dinâmicos	Geralmente pequenos	Grandes
Regras de extinção	Estritamente obedecidas	Podem ser violadas pelo espalhamento múltiplo

Operações comuns¶

Para operações que afetam toda a janela, como comprimento de câmera, geometria do detector, salvamento de padrões e configurações de cor, consulte a página de visão geral. A geometria detalhada do detector é configurada na janela de geometria mostrada abaixo.