Elektron ve nötron kırınımı arasındaki temel fark, elektronların atom elektronları tarafından saçılması, nötronların ise atom çekirdeği tarafından saçılmasıdır.
Elektron kırınımı, elektronların dalga doğasıdır. Nötron kırınımı, elastik nötron saçılması olgusudur. Tipik olarak, elektron kırınımı dalga benzeri doğayı tanımlarken, nötron kırınımı bir malzemenin atomik ve/veya manyetik yapısını tanımlar.
Elektron Kırınımı Nedir?
Elektron kırınımı, elektronların dalga doğasıdır. Pratik olarak, bir numunede elektronları ateşleyerek ve ortaya çıkan girişim modelini gözlemleyerek maddeyi incelemek için kullanılan tekniktir. Bu fenomene genellikle dalga-parçacık ikiliği diyoruz. Belirli bir madde parçacığının bir dalga gibi davrandığını belirtir. Bu nedenle elektron, ses veya su dalgalarına benzer bir dalga olarak kabul edilebilir. Elektron kırınımı tekniği, X-ışını kırınımı ve nötron kırınımı tekniklerine benzer.
En sık olarak, elektron kırınımı, katıların kristal yapısının anlaşılması için katı hal fiziği ve kimyasında yararlıdır. Genellikle bu tür deneyleri bir transmisyon elektron mikroskobunda (TEM) veya bir taramalı elektron mikroskobunda (SEM) gerçekleştirebiliriz. Bu aletler, istenen enerjiyi elde etmek ve arzu numunesiyle etkileşimden önce dalga boyunu belirlemek için elektrostatik potansiyel tarafından hızlandırılan elektronları kullanır.
Şekil 01: Tipik Bir Elektron Kırınım Modeli
Bu teknik esas olarak elektron kristalografisi gibi periyodik olarak mükemmel kristallerin incelenmesinde faydalı olmasına rağmen, aynı zamanda amorf katıların kısa menzilli sıralaması, boşluklar dahil kusurların kısa menzilli sıralaması, gaz moleküllerinin geometrisi, vb.
Nötron Kırınımı Nedir?
Nötron kırınımı, elastik nötron saçılması olgusudur. Bir malzemenin atomik ve/veya manyetik yapısını belirlemek için nötron saçılması uygulamasıdır. İncelenecek numuneyi bir termal veya soğuk nötron demetine yerleştirmemiz gerekiyor. Daha sonra malzemenin yapısı hakkında bilgi sağlayabilecek bir kırınım deseni elde edebiliriz.
Şekil 02: Moleküler Uyarımlarda Yararlı Nötron Kırınımı
Nötron kırınımı yöntemi, X-ışını kırınımına benzer. Ancak, farklı saçılma özellikleri nedeniyle nötronlar ve X-ışınları tamamlayıcı bilgi sağlama eğilimindedir; örneğin, X-ışınları yüzeysel analiz için uygundur, senkrotron radyasyonundan gelen güçlü X-ışınları sığ derinlikler veya ince numuneler vb. için uygundur.
Tipik olarak, nötron kırınım tekniği, bir nükleer reaktörde veya parçalanma kaynağında üretilen bir nötron kaynağı gerektirir. Bir araştırma reaktörü kullanırsak, kristal monokromatör, gerekli nötron dalga boyunu seçmek için filtreler vb. gibi diğer bileşenlere ihtiyacımız vardır.
Elektron ve Nötron Kırınımı Arasındaki Fark
Elektronlar ve nötron kırınımı önemli analitik tekniklerdir. Elektron ve nötron kırınımı arasındaki temel fark, elektronların atom elektronları tarafından, nötronların ise atom çekirdeği tarafından saçılmasıdır. Dahası, elektron kırınımı elektronların dalga doğasıdır. Nötron kırınımı, elastik nötron saçılması olgusudur. Tipik olarak, elektron kırınımı dalga benzeri doğayı tanımlarken, nötron kırınımı bir malzemenin atomik ve/veya manyetik yapısını tanımlar.
Aşağıda, yan yana karşılaştırma için tablo biçiminde elektron ve nötron kırınımı arasındaki farkın bir özeti bulunmaktadır.
Özet – Elektron ve Nötron Kırınımı
Elektron kırınımı, elektronların dalga doğasıdır. Nötron kırınımı, elastik nötron saçılması olgusudur. Elektron ve nötron kırınımı arasındaki temel fark, elektronların atom elektronları tarafından, nötronların ise atom çekirdeği tarafından saçılmasıdır. Tipik olarak, elektron kırınımı dalga benzeri doğayı tanımlarken, nötron kırınımı bir malzemenin atomik ve/veya manyetik yapısını tanımlar.
