Diffractomètre - Diffractometer

Un diffractomètre est un instrument de mesure permettant d'analyser la structure d'un matériau à partir du diagramme de diffusion produit lorsqu'un faisceau de rayonnement ou de particules (comme des rayons X ou des neutrons ) interagit avec lui.

Principe

L'extrémité du détecteur d'un simple diffractomètre à rayons X avec un détecteur de zone. La direction des rayons X est indiquée par la flèche rouge.

Parce qu'il est relativement facile d'utiliser des électrons ou des neutrons ayant des longueurs d' onde inférieures à un nanomètre, les électrons et les neutrons peuvent être utilisés pour la structure cristalline de l' étude d'une manière très similaire à la diffraction des rayons X . Les électrons ne pénètrent pas aussi profondément dans la matière que les rayons X, c'est pourquoi la diffraction des électrons révèle la structure près de la surface ; les neutrons pénètrent facilement et ont l'avantage de posséder un moment magnétique intrinsèque qui les amène à interagir différemment avec des atomes ayant des alignements différents de leurs moments magnétiques.

Un diffractomètre typique se compose d'une source de rayonnement, d'un monochromateur pour choisir la longueur d'onde, de fentes pour ajuster la forme du faisceau, d'un échantillon et d'un détecteur . Dans un appareil plus compliqué, un goniomètre peut également être utilisé pour un réglage fin de l'échantillon et des positions du détecteur. Lorsqu'un détecteur de zone est utilisé pour surveiller le rayonnement diffracté, un arrêt de faisceau est généralement nécessaire pour arrêter le faisceau primaire intense qui n'a pas été diffracté par l'échantillon, sinon le détecteur pourrait être endommagé. Habituellement, l'arrêt de faisceau peut être complètement impénétrable aux rayons X ou il peut être semi-transparent. L'utilisation d'un arrêt de faisceau semi-transparent permet de déterminer dans quelle mesure l'échantillon absorbe le rayonnement en utilisant l' intensité observée à travers l'arrêt de faisceau.

Il existe plusieurs types de diffractomètre à rayons X, selon le domaine de recherche (sciences des matériaux, diffraction des poudres, sciences de la vie, biologie structurale, etc.) et l'environnement expérimental, s'il s'agit d'un laboratoire avec sa source de rayons X domestique ou un synchrotron . En laboratoire, les diffractomètres sont généralement un équipement "tout en un", comprenant le diffractomètre, le vidéomicroscope et la source de rayons X. De nombreuses entreprises fabriquent des équipements "tout en un" pour les laboratoires de radiologie à domicile, tels que Rigaku , PANalytical , Thermo Fisher Scientific , Bruker et bien d'autres.

Les fabricants de diffractomètres pour les synchrotrons sont moins nombreux , du fait du petit nombre de lignes de rayons X à équiper et du besoin d'une solide expertise du fabricant. Pour les sciences des matériaux, les diffractomètres Huber sont largement connus et, pour la biologie structurale, les diffractomètres Arinax sont la référence. Néanmoins, en raison du petit nombre de fabricants, une grande partie des diffractomètres synchrotron sont des diffractomètres "faits maison", réalisés par l'équipe d'ingénieurs du synchrotron.

Les usages

Les instruments de diffractomètre à rayons X peuvent être utilisés à diverses fins, notamment l'imagerie de structures cristallines, la détermination de phase et l'identification de substances inconnues à utiliser dans la cristallographie, l'inspection et la recherche pharmaceutique pour l'efficacité des médicaments. Une nouvelle utilisation de la diffraction des rayons X consiste à étudier la surface de Mars pour déterminer si elle a déjà supporté la vie.

Voir également

• Cristallographie
• Centre international de données de diffraction
• Diffraction des neutrons
• Source de neutrons de spallation
• Cristallographie aux rayons X
• synchrotron

Les références