X-Ray Diffraction (XRD) 알아보기

XRD는 X-Ray Diffrcation / X-Ray Diffactometer 표현이 될 것 같은데요.

저도 갑자기 헷갈리기 시작합니다.

둘 중에 뭐가 맞는 것일까요?

아마 둘 다 맞을 것 같습니다. 

 

즉, X-Ray 회절을 이용하여 어떠한 물질의 구조를 알아낼 수 있습니다.

XRD 측정원리는 브래그 법칙으로 설명할 수 있습니다.

브래그 법칙은 빛의 회절, 반사에 관한 물리법칙입니다.

 

2dsinθ = nλ

d는 원자 평면 사이 간격

θ는 결정면과 입사된 X-선

λ는 빛의 파장

n은 정수로 표현이 됩니다.

 

브래그 반사조건

 

브래그 법칙은

두 개 이상의 파동의 간섭 조건을 설명하는 것으로

두 개 이상의 파동 사이에 서로 위상 차이가

그 파동의 반 파장만큼 있을 때는 상쇄 간섭,

 

위상 차이가 파장의 정수배만큼 있을 때는

진폭이 두배가 되어 보강 간섭이 일어납니다.

 

XRD는 브래그 법칙의 원리를 이용한

실험장비라고 보시면 됩니다.

 

XRD 작동원리

 

위 그림은 XRD의 간단한 장치 개략도입니다.

 

보통 측정방법은 3가지가 있습니다.  

 

1. θ-2θ축 방법

 

일반적으로 가장 많이 사용되는 방법입니다.

X-ray가 고정되어 있는 상태에서 시료는 θ로,

검출기는 2θ 로 회전하면서 측정하는 방법입니다.

 

2. θ축 방법입니다.

 

보통 측정하는 사람들은

Rocking-Curve라고 말하곤 합니다.

검출기를 고정시켜놓고

시료를 회전하면서 측정하는 방법입니다.

 

3. 2θ 축 방법입니다.

 

Rocking-Curve 방법과는 반대입니다.

샘플을 고정시켜놓고

검출기를 회전하면서 측정하는 방법이기 때문입니다.

3가지 측정방법이 있긴 하지만

가장 일반적으로 많이 사용하는 방법은

θ-2θ축 방법입니다.

 

이 측정(θ-2θ)의 결과물은

다음 같은 패턴을 가지게 됩니다.

XRD 패턴

이 패턴을 가지고 다양한 분석을 하게 됩니다.

이 패턴을 가지고 여러 가지 정보를 얻을 수 있습니다. 

JCPDS 데이터와 비교하여 샘플의 물질을 찾을 수 있습니다.

반면에 이미 샘플의 물질을 알고 있다면 데이터 비교도 가능합니다.