X-ray와 XRD의 원리와 구조

소개

재료공학실험 레포트 입니다.
X-ray의 원리
Bragg`s law
XRD의 원리와 구조

목차

1. X-ray
2. XRD(X-Ray Diffractometer)의 구성
3. 시편의 종류에 따른 분석 방법

본문내용

1. X-ray
(1) X-ray의 발견
X-ray은 1985년 독일의 물리학자 Roentgen에 의해서 발견되었다. X-ray의 본질은 빛(光)을 위시해서 라디오파, ã-ray등과 함께 파장이 각기 다른 전자기파에 속한다. X-ray이 발견된 후 물질의 내부를 밝히는데 있어 단순한 X-ray의 투과력에 의한 10-1 cm 정도의 해상력(resolution)에 국한하는 Radiography` 뿐만 아니라 원자구조 수준의 Å(10-10 m) 정도의 물질의 내부구조를 밝히는데 이용될 수 있다는 소위 "Xray diffraction(XRD)" 현상이 확립된 것은 독일의 Laue에 의한 X-ray 회절실험이 성공한 이후이며 이것은 또한 X-ray의 파동성과 결정내의 원자의 규칙적인 배열을 동시에 입증한 계기가 되기도 하였다.
한편 Laue에 의한 X-ray 회절실험결과를 같은 해 영국의 Bragg는 훌륭하게 이를 다시 다른 각도에서 해석하였고 Laue가 사용했던 수식보다 더욱 간단한 수식으로 회절에 필요한 조건을 Bragg`s Law( )로 나타내었으며 이 X-ray 회절 현상을 이용하여 각종물질의 결정구조를 밝히는 일에 성공하였다.

※ Bragg`s law
Bragg`s law는 영국의 물리학자인 Bragg와 그의 아들이 공동으로 연구하여 수립한 것으로, X선 전자파등 일정 파장을 갖는 파가 규칙적인 배열을 갖는 결정질 물질에 입사하였을 때 어떤 방향으로 회절이 일어날 것인가를 결정하는 조건을 말한다.
일정한 파장을 갖는 파가 면간거리 d를 갖는 결정면에 입사했을 때 첫째 면에서 산란된 파와 둘째, 셋째, 등 다른 면에서 산란된 파는 경로차를 갖게 되고 위상차가 발생한다. 산란파는 결정면에 대한 입사각에 따라 다른 경로 차와 위상차를 갖는다. 특정 입사각에서 경로차가 파장의 정수배가 되고 위상차가 360도의 정수배가 되어야 보강 간섭이 일어나 그 방향으로의 회절이 일어난다. 이때의 특정 입사각을 Bragg 각이라 하고, 이러한 현상을 Bragg회절, 또는 Bragg반사라고 하며, 회절이 일어나는 기하학적 및 파동 조건을 Bragg`s law이라 한다. 면간거리 d, 회절각 Θ, 파장 λ 와의 관계는 다음과 같은 간단한 Bragg 방정식으로 나타낼 수 있다.

참고자료

· -http://blog.naver.com/styner20?Redirect=Log&logNo=80044167096
· -http://blog.naver.com/shinbbone?Redirect=Log&logNo=100051479927