Nøgleforskellen mellem elektron- og neutrondiffraktion er, at elektroner er spredt af atomare elektroner, hvorimod neutroner er spredt af atomkerner.
Elektrondiffraktion er elektronernes bølgenatur. Neutrondiffraktion er fænomenet elastisk neutronspredning. Typisk beskriver elektrondiffraktion den bølgelignende natur, mens neutrondiffraktion beskriver et materiales atomare og/eller magnetiske struktur.
Hvad er elektrondiffraktion?
Elektrondiffraktion er elektronernes bølgenatur. Praktisk taget er det teknikken, der bruges til at studere stof ved at affyre elektroner mod en prøve og observere det resulterende interferensmønster. Vi kalder almindeligvis dette fænomen for bølge-partikel-dualiteten. Den siger, at en bestemt partikel af stof opfører sig som en bølge. Derfor kan en elektron betragtes som en bølge svarende til lyd- eller vandbølger. Elektrondiffraktionsteknikken ligner røntgendiffraktions- og neutrondiffraktionsteknikker.
Oftest er elektrondiffraktion nyttig i faststoffysik og kemi til forståelse af krystalstrukturen af faste stoffer. Norm alt kan vi udføre denne type eksperiment i et transmissionselektronmikroskop (TEM) eller et scanningselektronmikroskop (SEM). Disse instrumenter bruger elektroner, der accelereres af et elektrostatisk potentiale for at opnå den ønskede energi og til at bestemme bølgelængden forud for interaktionen med prøven af ønsket.
Figur 01: Et typisk elektrondiffraktionsmønster
Selvom denne teknik hovedsageligt er nyttig i studiet af periodisk perfekte krystaller, såsom elektronkrystallografi, er den også nyttig i studiet af kortrækkende rækkefølge af amorfe faste stoffer, kortrækkende rækkefølge af ufuldkommenheder, herunder ledige stillinger, geometri af de gasformige molekyler osv.
Hvad er neutrondiffraktion?
Neutrondiffraktion er fænomenet elastisk neutronspredning. Det er anvendelsen af neutronspredning til at bestemme den atomare og/eller magnetiske struktur af et materiale. Vi skal placere prøven, der skal undersøges, i en stråle af termiske eller kolde neutroner. Så kan vi få et diffraktionsmønster, der kan give information om materialets struktur.
Figur 02: Neutrondiffraktion, der er nyttig ved molekylære stimuleringer
Neutrondiffraktionsmetoden ligner røntgendiffraktion. På grund af forskellige spredningsegenskaber har neutroner og røntgenstråler dog en tendens til at give supplerende information; for eksempel er røntgenstråler velegnede til overfladisk analyse, stærke røntgenstråler fra synkrotronstråling er velegnede til lave dybder eller tynde prøver osv.
Typisk kræver neutrondiffraktionsteknikken en kilde til neutroner produceret i en atomreaktor eller spallationskilde. Hvis vi bruger en forskningsreaktor, har vi brug for andre komponenter såsom krystalmonokromator, filtre til at vælge den nødvendige neutronbølgelængde osv.
Forskel mellem elektron- og neutrondiffraktion
Elektroner og neutrondiffraktion er vigtige analytiske teknikker. Den vigtigste forskel mellem elektron- og neutrondiffraktion er, at elektroner er spredt af atomare elektroner, hvorimod neutroner er spredt af atomkerner. Desuden er elektrondiffraktion elektronernes bølgenatur. Neutrondiffraktion er fænomenet elastisk neutronspredning. Typisk beskriver elektrondiffraktion den bølgelignende natur, mens neutrondiffraktion beskriver et materiales atomare og/eller magnetiske struktur.
Nedenfor er en oversigt over forskellen mellem elektron- og neutrondiffraktion i tabelform til sammenligning side om side.
Opsummering – Elektron vs Neutrondiffraktion
Elektrondiffraktion er elektronernes bølgenatur. Neutrondiffraktion er fænomenet elastisk neutronspredning. Den vigtigste forskel mellem elektron- og neutrondiffraktion er, at elektroner er spredt af atomare elektroner, hvorimod neutroner er spredt af atomkerner. Typisk beskriver elektrondiffraktion den bølgelignende natur, mens neutrondiffraktion beskriver et materiales atomare og/eller magnetiske struktur.
