Nyckelskillnaden mellan elektron- och neutrondiffraktion är att elektroner sprids av atomelektroner, medan neutroner sprids av atomkärnor.
Elektrondiffraktion är elektronernas vågnatur. Neutrondiffraktion är fenomenet med elastisk neutronspridning. Vanligtvis beskriver elektrondiffraktion den vågliknande naturen, medan neutrondiffraktion beskriver den atomära och/eller magnetiska strukturen hos ett material.
Vad är elektrondiffraktion?
Elektrondiffraktion är elektronernas vågnatur. Praktiskt taget är det tekniken som används för att studera materia genom att avfyra elektroner mot ett prov och observera det resulterande interferensmönstret. Vi brukar kalla detta fenomen för våg-partikeldualiteten. Den säger att en viss partikel av materia beter sig som en våg. Därför kan en elektron betraktas som en våg som liknar ljud- eller vattenvågor. Elektrondiffraktionstekniken liknar röntgendiffraktions- och neutrondiffraktionstekniker.
Oftast är elektrondiffraktion användbar inom fasta tillståndets fysik och kemi för att förstå kristallstrukturen hos fasta ämnen. Vanligtvis kan vi utföra den här typen av experiment i ett transmissionselektronmikroskop (TEM) eller ett svepelektronmikroskop (SEM). Dessa instrument använder elektroner som accelereras av en elektrostatisk potential för att erhålla den önskade energin och för att bestämma våglängden före interaktionen med önskat prov.
Figur 01: Ett typiskt elektrondiffraktionsmönster
Även om den här tekniken huvudsakligen är användbar vid studiet av periodiskt perfekta kristaller, såsom elektronkristallografi, är den också användbar vid studiet av kortdistansordningen för amorfa fasta ämnen, kortdistansordningen av imperfektioner inklusive vakanser, de gasformiga molekylernas geometri, etc.
Vad är neutrondiffraktion?
Neutrondiffraktion är fenomenet med elastisk neutronspridning. Det är tillämpningen av neutronspridning för att bestämma den atomära och/eller magnetiska strukturen hos ett material. Vi måste placera provet som ska undersökas i en stråle av termiska eller kalla neutroner. Då kan vi få ett diffraktionsmönster som kan ge information om materialets struktur.
Figur 02: Neutrondiffraktion som är användbar vid molekylära stimulationer
Neutrondiffraktionsmetoden liknar röntgendiffraktion. Men på grund av olika spridningsegenskaper tenderar neutroner och röntgenstrålar att ge kompletterande information; till exempel lämpar sig röntgenstrålar för ytlig analys, starka röntgenstrålar från synkrotronstrålning lämpar sig för grunda djup eller tunna exemplar, etc.
Vanligtvis kräver neutrondiffraktionstekniken en källa av neutroner som produceras i en kärnreaktor eller spallationskälla. Om vi använder en forskningsreaktor behöver vi andra komponenter som kristallmonokromator, filter för att välja den nödvändiga neutronvåglängden, etc.
Skillnaden mellan elektron- och neutrondiffraktion
Elektroner och neutrondiffraktion är viktiga analytiska tekniker. Den viktigaste skillnaden mellan elektron- och neutrondiffraktion är att elektroner sprids av atomelektroner, medan neutroner sprids av atomkärnor. Dessutom är elektrondiffraktion elektronernas vågnatur. Neutrondiffraktion är fenomenet med elastisk neutronspridning. Vanligtvis beskriver elektrondiffraktion den vågliknande naturen, medan neutrondiffraktion beskriver den atomära och/eller magnetiska strukturen hos ett material.
Nedan är en sammanfattning av skillnaden mellan elektron- och neutrondiffraktion i tabellform för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – Elektron vs Neutrondiffraktion
Elektrondiffraktion är elektronernas vågnatur. Neutrondiffraktion är fenomenet med elastisk neutronspridning. Den viktigaste skillnaden mellan elektron- och neutrondiffraktion är att elektroner sprids av atomelektroner, medan neutroner sprids av atomkärnor. Vanligtvis beskriver elektrondiffraktion den vågliknande naturen, medan neutrondiffraktion beskriver den atomära och/eller magnetiska strukturen hos ett material.
