[재료공학실험] X선회절실험

소개

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모두열심히해서 A+!!

목차

1 . X-선 회절현상(X-Ray Diffraction, XRD)의 원리
2 . Laue method & Debye-Scherrer method
3 . Si peak 증명

본문내용

1 . X-선 회절현상(X-Ray Diffraction, XRD)의 원리
그림 ) Laue의 반점

X-선 회절(X-Ray Diffraction ,XRD)은 물질의 내부 미세구조를 밝히는데 매우 유용한 수단이다. X-선이 발견되기 전에 이미 빛의 회절(Diffraction)은 잘 알려져 있었으며, 만일 결정이 일정한 간격으로 규칙적인 배열을 한 원자로 되어 있고, 또 X-선이 결정내의 원자사이의 거리와 거의 비슷한 파장을 가진 전자파라면, X-선이 결정에 의해서 회절될 것이라고 추정하였고, 이것을 실험적으로 성공한 것은 1912년 독일의 von Laue 에 의해서였다. 다음 사진은 결정에 X-선을 조사 시켜서 회절 된 X-선에 의하여 film을 감광시킨 사진으로, 작고 검은 반점들이 X-선이 검출된 위치다. 이것은 X-선의 파동성과 결정 내 원자의 규칙적인 배열을 동시에 입증한 계기가 되기도 하였다.

같은 해 영국의 W . H. Bragg는 이를 다른 각도로 해석하여 Laue가 사용했던 수식보다 더욱 간단한 수식으로 회절에 필요한 조건을 Bragg's law 로 나타내었으며, 이 X-선 회절현상을 이용하여 각물질의 결정구조를 밝히는데 성공하였다. 두개 이상의 파동 사이에 서로 위상차이가 그 파동의 반파장 만큼 있을때는 서로 상쇄되어 파동이 사라지나, 위상차이가 파장의 정수배 만큼 있을때는 진폭이 두배로 되어서 세기가 더 크게된다.

결정에 X-선을 조사하면 결정중의 각각의 원자에 의하여 산란된 X-선이 서로 더해지며, X-선이 단색일 경우 각각의 원자에 의해 산란된 X-선(Scattered X-Rays)이 서로 간섭하여 특정방향에 강한 회절 X-선(Diffracted X-Rays)이 생긴다. X-선이 a각도로 입사되어 b각도로 산란될때, 표면상에 x 만큼 떨어진 2점에서의 X-선의 경로차는 가 되며, 행로차가 파장의 정수배 와 같은 경우 강해지며, 표면상에서의 산X-선이 동일위상이 되려면 가 되며, 가 얻어진다. 따라서 한 층의 표면에서 최대 강도를 얻을 수 있는 간섭현상은 입사각과 산란각이 같을 때이다.

참고자료

· 반도출판사 "X-선 회절" B.D.CULLITY