кристалаас үүсэх дифракцийн аргууд

1. Гүйцэтгэсэн: Цөмийн технологи – 3
Ү. Баянжаргал
Ц. Билгүүн
Г. Галсандамдин

2. Агуулга:
- Оршил
- Лауэгийн арга
- Лауэгийн тэгшитгэл
- Нунтаг дээжийн арга/ Дебай Шеррерийн арга
- Вульф Брейгийн тэгшитгэл
- Дүгнэлт

3.  Одоо үед 580000 гаруй бодисын кристалл бүтэц
танигдан дифракцын өгөгдлүүд олон улсын
байгууллагад хадгалагдан, жилээс жилд энэ сан улам
өргөжсөөр байна. Ихэнх кристалл бодисийн торын
параметр ойролцоогоор 1-10А утгатай байдаг учир
1-10А долгионы урт бүхий ямар ч төрлийн долгионы
хувьд дифракц үүсгэгч орчин болох боломжтой юм.
Ийм учир долгионы урт нь энэ завсарт орших
рентген туяа (синхротрон), дулааны нейтрон ба
хурдан электроны урсгал нь дифракц үүсгэн
бодисийн бүтцийн судалгааны гол багаж болсон
байна. Кристаллаас үүсэх дифракцийг туршилтаар
ажиглах 4 төрлийн арга байдаг.

4.  Энэ аргад судлах монокристаллыг гониометрийн
толгой дээр хөдөлгөөнгүй байрлуулж, долгионы урт
нь тасралтгүй өөрчлөгдөх бүхий цацраг тусгаж,
үүсэх интерференцийн максимум, дифракцын
зургийг кристаллын ард тодорхой зайд байрлуулсан
фото хальс эсвэл 2 хэмжээст детекторын тусламжтай
бүртгэнэ. Энэ тохиолдолд долгионы урт уг
тэгшитгэлийн хувьсагч параметрийн үүрэг
гүйцэтгэнэ. Энэ аргаар анх Германы эрдэмтэн Макс
фон Лауэ 1912 онд CuSo4 зэсийн байвангийн
дифракцын зургийг гарган авсан. Иймээс Лауэгийн
арга гэж нэрлэсэн.

5.  Кристаллаас үүсэх дифракцын зураг нь фото зургийн хальсан дээр
төвөө эргэн тойрон хүрээлсэн цэгүүдийг үүсгэнэ. Өнөө үед
Лауэгийн аргыг зөвхөн кристаллын тэгш хэмийг тодорхойлоход
хэрэглэж байна.
 Лауэгийн аргын схем, дээжийн Лауэграмм /Зураг1/

6.  Иймээс 3 нөхцөл нэгэн зэрэг биелж /а тохиолдол/ үүссэн дифракцын
конусууд нэг шулуунаар огтлолцож байвал, тэр дифракцлагч цацраг
болно /б тохиолдол/
 Зураг2. Лауэгийн тэгшитгэл биелэх нөхцөл
Лауэгийн тэгшитгэлийн нөхцөл биелэгдэхийн тулд тусч буй
долгионы урт нь тасралтгүй өөрчлөгдөх явдал юм. Ийм шинж
чанартай рентген туяаг полихроматик туяа гэнэ.

7. Энэ арга нь нунтаг кристалл (поликристалл) дээр монохромат цацраг
(долгионы урт тогтмол) тусган дифракцын зургийг мөн фото хальс эсвэл 2
хэмжээст детекторын тусламжтай бүртгэнэ. Дифракцын нөхцлийг хангах гол
хувьсагч параметр нь энэ аргад саадын хэмжээ болно. Учир нь нунтаг кристалл
дээжид жижиг монокристаллууд жигд тархсан учир дифракцын нөхцлийг
хангах ута бүхий саадууд буюу (hkl) индекстэй кристаллографын хавтгайнууд
сөн жигд түгсэн гэж үзэж болно. Дифракцын зургийг фото хальс дотор
байрлуулсан тусгай төхөөрөмж (рентген камер) эсвэл детекторын тусламжтай
бүртгэнэ.
Поликристалл буюу нунтаг кристалл дээжид тогтмол долионы урттай,
монохромат цацраг тусгаж дифракц үүсгэхийг нунтаг дээжийн (Дебай
Шеррерийн) арга гэнэ.
.

9. Вульф-Брэггийн тэгшитгэл Нунтаг
дээжийн аргад поликристаллыг хоорондоо 𝑑ℎ𝑘𝑙зайд
байрласан (hkl) Миллерийн индекс бүхий параллель
хавтгайнуудын цогц юм.
2𝑑ℎ𝑘𝑙sin𝜃 = 𝑛𝞴

10.  Камер нь гэрэл нэвтрүүлдэггүй ба таглаа нь салдаг төдийгүй фото зургийн
хальсийг авах болгон суулгах боломжтойгоор хийгдсэн. Фото зургийн
хальсанд буусан олон тооны хос цагиргууд бүхий нунтаг дээжийн
дифракцын зүргийг дебайграмм гэж нэрлэдэг

11. 𝑑ℎ𝑘𝑙 хавтгай хоорондын зай бүхий кристаллографийн (hkl)
хавтгайнаас туссан (1ба 2)ба сарнисан (1′
ба 2′
) цацрагууд өнцөг нь
𝜃 − тэй тэнцүү байх чиглэлд интерференцлагдэн, дифракцын
зураг дээр эрчмийн максимум ажиглагдана.

13. Кристаллаас үүсэх дифракцийг туршилтаар ажиглах 4 төрлийн арга
байдаг. Энэ 2 цацрагийг 2 ууланг фото хальс эсвэл 2 хэмжээст
детекторын тусламжтай бүртгэнэ.