Het belangrijkste verschil tussen elektronen- en neutronendiffractie is dat elektronen worden verstrooid door atomaire elektronen, terwijl neutronen worden verstrooid door atoomkernen.
Elektronendiffractie is het golfkarakter van elektronen. Neutronendiffractie is het fenomeen van elastische neutronenverstrooiing. Doorgaans beschrijft elektronendiffractie de golfachtige aard, terwijl neutronendiffractie de atomaire en/of magnetische structuur van een materiaal beschrijft.
Wat is elektronendiffractie?
Elektronendiffractie is het golfkarakter van elektronen. In de praktijk is het de techniek die wordt gebruikt om materie te bestuderen door elektronen op een monster af te vuren en het resulterende interferentiepatroon te observeren. We noemen dit fenomeen gewoonlijk de golf-deeltjesdualiteit. Het stelt dat een bepaald materiedeeltje zich als een golf gedraagt. Daarom kan een elektron worden beschouwd als een golf die lijkt op geluids- of watergolven. De elektronendiffractietechniek is vergelijkbaar met röntgendiffractie- en neutronendiffractietechnieken.
Meestal is elektronendiffractie nuttig in de vastestoffysica en -chemie voor het begrijpen van de kristalstructuur van vaste stoffen. Meestal kunnen we dit soort experimenten uitvoeren in een transmissie-elektronenmicroscoop (TEM) of een scanning elektronenmicroscoop (SEM). Deze instrumenten gebruiken elektronen die worden versneld door een elektrostatische potentiaal om de gewenste energie te verkrijgen en de golflengte te bepalen voorafgaand aan de interactie met het monster van verlangen.
Figuur 01: Een typisch elektronendiffractiepatroon
Hoewel deze techniek vooral nuttig is bij de studie van periodiek perfecte kristallen zoals elektronenkristallografie, is ze ook nuttig bij de studie van de korteafstandsvolgorde van amorfe vaste stoffen, de korteafstandsvolgorde van onvolkomenheden, inclusief vacatures, de geometrie van de gasvormige moleculen, enz.
Wat is neutronendiffractie?
Neutronendiffractie is het fenomeen van elastische neutronenverstrooiing. Het is de toepassing van neutronenverstrooiing om de atomaire en/of magnetische structuur van een materiaal te bepalen. We moeten het te onderzoeken monster in een bundel thermische of koude neutronen plaatsen. Dan kunnen we een diffractiepatroon verkrijgen dat informatie kan geven over de structuur van het materiaal.
Figuur 02: Neutronendiffractie die nuttig is bij moleculaire stimulaties
De neutronendiffractiemethode is vergelijkbaar met röntgendiffractie. Vanwege verschillende verstrooiingseigenschappen hebben neutronen en röntgenstralen echter de neiging om complementaire informatie te verschaffen; X-stralen zijn bijvoorbeeld geschikt voor oppervlakkige analyse, sterke röntgenstralen van synchrotronstraling zijn geschikt voor ondiepe diepten of dunne preparaten, enz.
Normaal gesproken vereist de neutronendiffractietechniek een bron van neutronen geproduceerd in een kernreactor of spallatiebron. Als we een onderzoeksreactor gebruiken, hebben we andere componenten nodig, zoals kristalmonochromator, filters om de vereiste neutronengolflengte te selecteren, enz.
Verschil tussen elektronen- en neutronendiffractie
Elektronen en neutronendiffractie zijn belangrijke analytische technieken. Het belangrijkste verschil tussen elektronen- en neutronendiffractie is dat elektronen worden verstrooid door atomaire elektronen, terwijl neutronen worden verstrooid door atoomkernen. Bovendien is elektronendiffractie het golfkarakter van elektronen. Neutronendiffractie is het fenomeen van elastische neutronenverstrooiing. Doorgaans beschrijft elektronendiffractie de golfachtige aard, terwijl neutronendiffractie de atomaire en/of magnetische structuur van een materiaal beschrijft.
Hieronder is een samenvatting van het verschil tussen elektronen- en neutronendiffractie in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Elektronen versus neutronendiffractie
Elektronendiffractie is het golfkarakter van elektronen. Neutronendiffractie is het fenomeen van elastische neutronenverstrooiing. Het belangrijkste verschil tussen elektronen- en neutronendiffractie is dat elektronen worden verstrooid door atomaire elektronen, terwijl neutronen worden verstrooid door atoomkernen. Doorgaans beschrijft elektronendiffractie de golfachtige aard, terwijl neutronendiffractie de atomaire en/of magnetische structuur van een materiaal beschrijft.
