Gracias por la A2A.
Voy a asumir que te refieres a los patrones de DRX en polvo, ya que estos son los más simples de interpretar y probablemente los más comúnmente realizados. El primer paso debe ser encontrar un buen libro de texto que pueda llenar los vacíos en lo que digo a continuación. Mi favorito es Introducción a la cristalografía de Christopher Hammond, pero cualquier buen libro de texto sobre cristalografía y difracción debe incluir este material.
Usted dice que ha ‘aprendido cristalografía’. En este caso, debe estar familiarizado con conceptos tales como vectores cristalográficos, índices de planos de Miller y espaciamientos interplanares. Si no, probablemente deberías familiarizarte con estos primero.
A continuación, querrá comprender las matemáticas de la difracción, comenzando con el experimento de dos rendijas de Young y avanzando hacia una variedad infinita de planos espaciados regularmente. Querrás aprender sobre la ley de Bragg (y su derivación):
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[math] n \ lambda = 2d \ sin {\ theta} [/ math]
A partir de esto, verá que cuando un haz de rayos X monocromático incide en un conjunto de planos [math] (hkl) [/ math] con espaciado [math] d_ {hkl} [/ math], será difractado a través de un ángulo [math] \ theta_ {hkl} [/ math].
Ahora, vale la pena tomar una estructura cristalina simple, como NaCl o un metal fcc, y calcular las posiciones esperadas de la primera docena o más de picos de difracción. Enumere algunos conjuntos de planos, en orden de espacio cada vez mayor, calcule sus espaciados interplanares y use la ley de Bragg para predecir los ángulos de difracción.
Predecir las alturas de los picos de difracción es un poco más complicado, e implica calcular la multiplicidad de cada pico (el número de conjuntos de planos relacionados por la simetría cristalográfica) así como el factor de estructura , que depende tanto de la estructura como de las especies atómicas.
El gran paso que hacemos para facilitar la vida es moler nuestro material en un polvo fino e iluminar muchas partículas, todo al mismo tiempo. Luego asumimos que cada conjunto de planos estará en la orientación correcta para difractar en algunas de las partículas. Al mover la fuente y el detector (o, a veces, la muestra y el detector) a través de diferentes ángulos [math] \ theta [/ math], podemos escanear todas las posibles separaciones interplanares.
(Tenga en cuenta que, dependiendo de la estructura cristalina, algunos planos no producirán picos de difracción. Se denominan ausencias sistemáticas , y ahí es donde entra en juego el conocimiento de los vectores cristalográficos: la comprensión y la derivación de las ausencias sistemáticas se deja como un ejercicio para el lector .)
Ahora estamos en posición de identificar el material haciendo coincidir los espaciados con los que calculamos anteriormente. En la práctica, lo hacemos utilizando una computadora para buscar en una base de datos de estructuras de cristal. Sin embargo, vale la pena hacer los cálculos a mano una o dos veces para ver el principio.
En este punto … acabamos de rascar la superficie de lo que es posible con XRD. No he tocado los efectos de la tensión, la no estequiometría, la densidad de dislocación o una docena de otras cosas. Tampoco he mencionado difracción de cristal único, difracción de Laue o dispersión de rayos X de ángulo pequeño. Es un tema fascinante, ¡y te deseo mucha suerte para enfrentarlo!