Técnicas de espalhamento de raios X
Técnicas de espalhamento de raios X são uma família de técnicas analíticas não destrutivas o qual revela informações sobre a estrutura dos cristais, composições químicas, propriedades físicas dos materiais e filmes estreitos. Essas técnicas são baseadas em observações da intensidade de espalhamento dos feixes de raio X que atingem uma amostra como uma função da incidência, ângulo de espalhamento, polarização e comprimento de onda ou energia.
A difração de raios X é geralmente considerado um subconjunto do espalhamento de raios X, onde o espalhamento elástico de um objeto cristalino tem como resultado padrões contendo pontos estreitos analisados por cristalografia de raios X (como mostrado na figura). Entretanto, ambos espalhamento e difração são fenômenos que estão relacionados e sua distinção nem sempre pode ser feita. Desta maneira, o clássico texto de Guinier[1] de 1963 titulado por "Difração de raios X em cristais, cristais imperfeitos e corpos amorfos", diz respeito à difração que não estava claramente restrita aos cristais naquele momento.
Técnicas de espalhamento[editar | editar código-fonte]
Espalhamento elástico
- Difração de raios X ou mais especificamente, difração de raios X a grandes ângulos (Wide-angle X-ray diffraction, WAXD).
- Espalhamento de raios X a baixos ângulos (Small-angle X-ray scattering, SAXS), analisa estruturas na faixa de nanômetros para micrômetros medindo a intensidade de espalhamento em ângulos de 2θ próximos de 0°.
- Espalhamento de raios X a grandes ângulos (Wide-angle X-ray scattering, WAXS), uma técnica que se concentra ângulos de dispersão de 2θ maiores que 5°.
Espalhamento Inelástico (Inelastic X-ray scattering, IXS)
Em IXS a energia e o ângulo de espalhamento inelástico de raios X são monitorados, dando o fator de estrutura dinâmica S(q,ω). A partir disso, muitas propriedades dos materiais podem ser obtidas, propriedades específicas dependendo da escala de energia transferida. A tabela abaixo, lista técnicas adaptadas de [2]. Espalhamento inelástico de raios X possuem fases intermediárias e então em princípio são úteis para cristalografia de raios X. Em prática, transferência de raios X de baixas energias incluem pontos de difração devido ao espalhamento elástico, e transferência de raios X de altas energias contribuem para o ruído de fundo nos padrões de difração.
| Técnica | Energia típica incidente (keV) | Faixa de energia transferida (eV) | Informação em: |
|---|---|---|---|
| Espalhamento Compton | 100 | 1,000 | Forma de superfície de fermi |
| Ressonante IXS (RIXS) | 4-20 | 0.1 - 50 | Estrutura eletrônica e excitações |
| Não ressonante IXS (NRIXS) | 10 | 0.1 - 10 | Estrutura eletrônica e excitações |
| Espalhamento de raios X Raman | 10 | 50 - 1000 | Estrutura da camada de absorção, ligação e valência |
| Alta resolução IXS | 10 | 0.001 - 0.1 | Dinâmica atômica e dispersão de phonon |
Referências
- ↑ Guinier, A. (1963). X-ray diffraction in Crystals, Imperfect Crystals and Amorphous Bodies. San Francisco: W.H. Freeman & Co.
- ↑ Baron, Alfred Q. R. (5 de abril de 2015). «Introduction to High-Resolution Inelastic X-Ray Scattering». arXiv:1504.01098 [cond-mat]