x-선 회절분석 기본 원리 [XRF기본원리]

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x-선 회절분석 기본 원리 [XRF기본원리]
X-선 회절분석

1. 이 론

공업원료로 쓰이는 대부분의 고체들은 3차원적으로 규칙적인 원자배열을 갖는 결정을 이루고 있으며 이들 원자들은 X-선에 대해 3차원적 회절격자로 작용하게 된다.

결정체에 입사된 X-선은 결정내의 원자와의 상호작용에 의해 모든 방향으로 산란되나 입사 beam과 위상이 일치되는 산란광만이 특정방향으로 보강을 일으켜 회절 beam이 발생되며(즉, 회절 X-선의 방향은 결정내의 각 원자에서 부터 산란 X-선의 위상이 일치하는 방향) 이것은 아래의 Bragg 조건을 만족할 때만 일어날 수 있다.

n․ = 2 d sin

d : 경정의 면간격, : 입사광의 파장
: 입사각(=회절각), n : 정수

그림 1. 結晶에 의한 X-線의 회절

앞의 그림에서 CDF의 길이가 n가 되어야만 입사광과 산란광이 in phase되어 보강 간섭에 의한 회절 beam이 나온다는 것이 그 원리이다.
이렇게 해서 나타나는 특성회절 패턴에 의해서 이미 알고 있는 회절패턴과 비교하는 방법으로 結晶構造와 相을 판별하게 된다.

순수한 결정질 물질에 조사되는 X-선에 의해서 생기는 회절패턴은 그 물질의 구조에 관한 정보를 갖는다.
記錄紙上에서 최대 회절 peak의 위치와 그 intensity를 찾아 비교해 보면 물질은 항상 그 물질의 고유한 회절패턴을 가지고 있음을 알 수 있다.
또한 여러가지 성분이 혼합된 혼합물에서도 각각 물질 나름의 독립적인 회절패턴을 나타내므로 식별이 가능하며 혼합물 중의 각 성분의 量과 회절 X-선의 강도 사이에는 일정한 상관관계가 있으므로 이러한 회절패턴을 이용한 정량분석도 가능하다.

1-1. X-선의 성질

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