Кристаллографические и геометрические аспекты рассеяния нейтронов

2.2.1 В нейтрон-дифракционном эксперименте используется, в основном, два метода. В одном из них (Брегг-Брентано метод) используется геометрия отражения, а в другом (метод Лауэ) – геометрия на прохождение. Следующий рисунок показывает направления падающей и отраженной волн в геометрии отражения и прохождения.

Если выполняется кинетическая теория и отсутствует поглощение, то формулы, описывающие рассеяние, примерно, одинаковы для обоих случаев. Если динамическая теория выполняется, то в случае геометрии отражения рефлексы показывают «стол Дарвина», т.е. рефлексы имеют плоские вершины.

2.2.2 Методы сканирования в нейтронном эксперименте:

a) вращающийся кристалл ® кристалл вращается вокруг вертикальной оси, детектор поворачивается с шагом D2Q.

w - сканирование ® кристалл поворачивается с шагом Dw, а детектор зафиксирован на Брегговском угле.

d) Q / Q - scanning ® кристалл и детектор поворачиваются на один и тот же угол;

e) Q / 2Q -scanning ® детектор поворачивается на угол в два раза больший, чем угол, на который поворачивается кристалл.

При выборе метода сканирования нужно иметь в виду, что сканирующий объем должен быть минимальный. Можно охарактеризовать этот объем величиной Wⁱ :

W^w = 2 tgQ×Dl/l + a + 2P_^cosQ, (2.19)

W^Q/Q = tgQ×Dl/l + M + P_^cosQ + P_||sinQ, (2.20)

W^Q/2Q = 2M + a + 2P_||sinQ, (2.21)

where, Q - угол рассеяния; l and Dl - длина волны нейтронов и дисперсия по длине волны; M – угол разориентации зерен кристалла; a расходимость падающего пучка; P_^ и P_|| размер образца относительно отражающей плоскости. Обычно, наиболее высокое разрешение достигается при использовании метода w-сканирования, а метод Q/2Q-сканирования позволяет получать правильное соотношение между интенсивностями рефлексов.

Нейтронограмма, полученная методом, вращающегося кристалла