Ключевое различие между дифракцией электронов и нейтронов заключается в том, что электроны рассеиваются на атомных электронах, тогда как нейтроны рассеиваются на атомных ядрах.
Дифракция электронов – это волновая природа электронов. Дифракция нейтронов - явление упругого рассеяния нейтронов. Как правило, дифракция электронов описывает волнообразную природу, а дифракция нейтронов описывает атомную и/или магнитную структуру материала.
Что такое дифракция электронов?
Дифракция электронов – это волновая природа электронов. На практике это метод, который используется для изучения вещества путем запуска электронов в образец и наблюдения за результирующей интерференционной картиной. Мы обычно называем это явление корпускулярно-волновым дуализмом. В нем говорится, что определенная частица материи ведет себя как волна. Поэтому электрон можно рассматривать как волну, подобную звуковым или водяным волнам. Метод дифракции электронов аналогичен методам дифракции рентгеновских лучей и дифракции нейтронов.
Чаще всего дифракция электронов используется в физике и химии твердого тела для понимания кристаллической структуры твердых тел. Обычно мы можем проводить эксперименты такого типа в просвечивающем электронном микроскопе (ПЭМ) или сканирующем электронном микроскопе (СЭМ). Эти инструменты используют электроны, которые ускоряются электростатическим потенциалом для получения желаемой энергии и определения длины волны перед взаимодействием с желаемым образцом.
Рисунок 01: Типичная картина электронной дифракции
Хотя этот метод в основном полезен при изучении периодически совершенных кристаллов, таких как электронная кристаллография, он также полезен при изучении ближнего порядка аморфных твердых тел, ближнего порядка несовершенств, включая вакансии, геометрия молекул газа и т.д.
Что такое дифракция нейтронов?
Дифракция нейтронов - явление упругого рассеяния нейтронов. Это применение рассеяния нейтронов для определения атомной и/или магнитной структуры материала. Нам нужно поместить исследуемый образец в пучок тепловых или холодных нейтронов. Затем мы можем получить дифракционную картину, которая может предоставить информацию о структуре материала.
Рисунок 02: Дифракция нейтронов, полезная для молекулярной стимуляции
Метод нейтронной дифракции подобен рентгеновской дифракции. Однако из-за разных свойств рассеяния нейтроны и рентгеновские лучи обычно дают дополнительную информацию; например, рентгеновские лучи подходят для поверхностного анализа, сильные рентгеновские лучи синхротронного излучения подходят для малых глубин или тонких образцов и т. д.
Как правило, метод дифракции нейтронов требует источника нейтронов, производимых в ядерном реакторе или источнике расщепления. Если мы используем исследовательский реактор, нам нужны другие компоненты, такие как кристаллический монохроматор, фильтры для выбора необходимой длины волны нейтронов и т.д.
Разница между дифракцией электронов и нейтронов
Электроны и дифракция нейтронов являются важными аналитическими методами. Ключевое различие между дифракцией электронов и нейтронов состоит в том, что электроны рассеиваются атомными электронами, тогда как нейтроны рассеиваются атомными ядрами. Более того, дифракция электронов - это волновая природа электронов. Дифракция нейтронов - явление упругого рассеяния нейтронов. Как правило, дифракция электронов описывает волнообразную природу, а дифракция нейтронов описывает атомную и/или магнитную структуру материала.
Ниже приводится сводка различий между дифракцией электронов и нейтронов в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – Электронная и нейтронная дифракция
Дифракция электронов – это волновая природа электронов. Дифракция нейтронов - явление упругого рассеяния нейтронов. Ключевое различие между дифракцией электронов и нейтронов состоит в том, что электроны рассеиваются атомными электронами, тогда как нейтроны рассеиваются атомными ядрами. Как правило, дифракция электронов описывает волнообразную природу, а дифракция нейтронов описывает атомную и/или магнитную структуру материала.
