[XRD, X-선 회절분석]XRD

소개글

XRD실험 레폿트이며 제가 직접 디카로 자료다 찍었으니.. 걱정마시고요
정말힘들게썼네여..^^ 참고잘하세여~~
A+맞었습니다.

목차

없음

본문내용

1.실험목적
우리는 X-Ray Diffraction(XRD)의 원리와 구성, 사용방법을 숙지하고 FCC와 BCC의 구조를 갖는 분말(Fe, Cu)의 회절각 패턴의 그래프를 결과로 얻고 그래프에서 피크값을 브래그법칙을 사용하여 원소의 결정구조와 격자상수, 원소의 종류를 판별하고 JCPDS 값과 비교하여 본다.

2.이론

X선원(X-ray source)
회절에 이용되는 X선은 0.05~0.25nm범위의 파장을 갖는 전자파이다. 가시광선의 파장은 600nm정도이다. 회절에 사용되는 X선을 발생시키기 위해 약 35kV의 전압이 금속의 음극과 양극판 사이에 걸려야한다. 그림1.에서처럼 두 극은 진공상태에 있다. 음극의 텅스텐 필라멘트가 가열되면 열에 의해 전자가 방출되어 음극과 양극 사이의 큰 전위차에 의해 진공속에서 가속되어 운동에너지를 얻게 된다. 전자가 표적금속을 때리게 되면, X선이 방출된다. 그러나 대부분의 운동에너지(약98%)가 열로 방출된 X선 스펙트럼을 그림2.에 나타내었다. 이 스펙트럼은 0.2~1.4Å(0.02~0.14nm)정도의 파장 범위에서의 연속 X선과 Kα와 Kβ선이라는 특성 방사선의 두 스파이크(spike)를 보인다. Kα와 Kβ선의 파장은 몰리브덴의 경우, Kα이 약 0.7Å(0.07nm)의 파장에서 생긴다. 특성 방사선은 다음과 같이 설명할 수 있다. 높은 에너지의 전자가 표적을 때리면, K전자(n=1 껍질의 전자)가 방출되어 여기상태의 원자로 된다. 다음에 높은 껍질(n=2 또는 n=3)의 일부 전자가 낮은 에너지 준위로 떨어져서 잃어버린 K전자를 대신하게 되면서 특정 파장의 에너지를 방출한다. L(n=2) 껍질에서 K(n=1) 껍질로 전자가 천이하면, 그림3.에서처럼 Kα선 파장 에너지가 생긴다.




그림1. 밀폐된 X선 관의 개략적인 단면도

광전효과
복사에너지 (X선, 자외선, 빛의 형태)가 다양한 금속들에 쪼여지면 그 금속표면에서 전자가 튀어나오는 현상을 말한다.


그림2.
35kV로 작동하는 X선 관에서 몰리브덴 표적금속을 사용하여 얻은 X선 방출 스펙트럼


그림.3 몰리브덴에서 Kα와 KβX선의 기원을 밝히는 전자의 에너지 준위

X선 회절과 브래그의 법칙
X선은 전자기파 복사(electromagnetic radiation)의 일종으로 높은 에너지와 고체 원자간 거리와 비슷한 짧은 파장을 가지고 있다. X선이 고체 재료에 부딪치면 빔(beam)은 고체 내부의 원자에 존재하는 전자와 이온에 의해 모든 방향으로 산란된다. 여기서 규칙적으로 배열된 원자에 의해 회절이 일어나기 위한 조건을 생각해 보자. 그림4에서 h, k, l 밀러 지수를 갖고 면간 거리가 dhkl인 두 평행한 원자면 A-A`와 B-B`를 생각해 보자. 다음에 평행하고, 단일파장(monochromatic)을 가지며 동일 위상을 가진 λ파장의 X선이 이들 두 면에 Θ각도로 투사된다고 가정하자. 1과 2

참고 자료

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