Rigaku course Flashcards
Hva er røntgenstråler?
Elektromagnetisk strålign med bølgelengde mellom 0.01 og 100 Å
Når ble røntgen oppfunnet?
Av Røntgen i 1895
Hvordan lager vi røntgenstråler?
Man generer røntgen ved å akselerere elektroner gjennom en høy elektrisk spenning og får dem til å kollidere med en anode (positiv ladet).
Hva er den effektive røntgenutbytte?
Meste parten av energien til elektronene er tapt til varme mens kun en veldig liten prosent (0.1% Cu) av energien er brukt til å generer røntgen.
Effektive røntgenutbytte (epsilon):
epsilon = 1.1*10^(-9) * Z * V
Z: Atom nummer
V: Akselerasjonsspenning
Hva er forskjellen på karakteristiske og kontinuerlige røntgen stråler?
Karakteristiske:
- Røntgenstråler med en spesifikk bølgelengde/frekvens/energi som korrisponderer til karakteristiske overganger i elementet
- Bølgelengden/frekvensen/energien er konstant
- Bruker til diffraksjon
Kontinuerlig
- Røntgenstråle med kontinuerlig distribusjon av bølgelengde
- Total intensitet er høy
- Brukes i røntgenfluorescensspektrometri (transmisjon)
Hva er prinsippet bak generering av karakteristike røntgenstråler?
Når et inngangselektron fritar et indreskallelektron fra tin befestelse i atomet, forårsaker det en tom tilstand som vil bli fullt av et ytreskallelektron. Energiovergangen i fallet ned til det indreskalltilstanden vil generer en røntgenstråle i prosessen.
Hvilke skall har vi i atomet og hvordan er de klassifisert?
K, L, M, N, …
Klassifisert etter skall, hovedkvantetall og orbitalnummer
Hvorfor trenger man høyer akselerasjonsspenning enn eksiteringsspenningen for å generer karakteristikerøntgenstråler?
For å øke sannsynligheten for at prosessen tar sted. Elektronene kan miste energi til andre prosesser (e.g. generasjon av fononer eller sekundære- og augerelektroner) som ender i varme.
Hva er intensitetsforholdet mellom Kα1 : Kα2 : Kβ?
Kα1 : Kα2 : Kβ = 100 : 50 : 20
Hva er bølgelengden til Kα1 : Kα2 : Kβ ? Kan du noen andre?
Element Atomic |No. Kα 1 (Å) Kα 2 (Å) Kβ (Å)| Excitation voltage
Cr 24 | 2.294 2.26 2.085 | 6.0 kV
Fe 26 | 1.94 1.936 1.757 | 7.1 kV
Co 27 | 1.793 1.789 1.621 | 7.7 kV
Cu 29 | 1.544 1.541 1.392 | 8.9 kV
Mo 42 | 0.714 0.709 0.632 | 20.0 kV
Hvilke fem hoveddeler har Rigaku Powder X-Ray Diffractometeret?
Røntgenkilder, inngangsstråleoptikken, prøvescenen, diffraktertestråleoptikken og detektoren
Hva er Bragg-Brentano geometrien?
Man setter opp et parafokusert optisk system (valg av inngangsspalte) slik at inngangsrøntgenstrålen er konvergerende, og samler dem opp i detektoren.
Videre valg kan man gjøre θ/2θ og 2θ skann med stråle/detektor.
Hva er spesifikasjonene til rigaku sin røntgenkilde?
Man har ulike targets for å generer ulike røntgen for å få ulik energioppløsning. Targetene står på en roterende scene/anode som har et kjøresystem lokalisert under seg for å frakte bort varme.
Output: 9 kW
Focus: Fine focus
Target material: Cu (9 kW), Co (5.4 kW), Cr (7.2 kW), Mo (9 kW), Ag (6 kW)
Hva er formålet med den roterende scenen til anoden?
Den øker intensiteten (4.6 ganger)
Hvilke typer fokus har man og hvordan måler man det?
- Normal focus ( 1 x 10 mm)
- Fine focus (0.4 x 8 mm)
- Long fine focus (0.4 x 12 mm)
- Rotating anode ( 0.4 x 8 mm)
Man måler det med FWHM
Hvordan kan Rigaku gjøre en kvantitativ faseanalyse?
Forholdsmengden av krystallfaser i en prøve kan fås fra å integrere intensiteten av røntgen profilen.
For røntgendiffraksjon, hvilken informasjon ligger i toppensposisjon?
d-verdier: Faseidentifisering, gitterkonstant
d-skift: gjenværende/residual stress, solid solusjon
For røntgendiffraksjon, hvilken informasjon ligger i toppensFWHM?
FWHM: Krystallinskkvalitet
FWHM: Krystallkornstørrelse
FWHM: Gitterstrain
For røntgendiffraksjon, hvilken informasjon ligger i forholdet mellom intensitetne på toppene?
Intensitet mot orientering:
- Foretrukket orientering
- Fiberstruktur
- Pole figur/stolpefigur
Hva er braggslov?
2d sin(theta_B) = n*lambda
Hvordan fungerer 2θ/θ skannemoden?
I en 2θ/θ skannemode, inngangs- og utgangsvinkelen er holdt identiske mot prøvens overflate slik at krystallplan parallele til prøveflaten vil resultere i røntgendiffraksjon.
Hva er Debye Scherrer ringer?
Diffraksjonsringer som dannes av at kjeglene som de utgående røntgenestrålene danner når det ikke er en preferensiert orientering kuttes av detektoren vår
Hvilke tre refleksjon og transmisjonsmetoder har vi?
- Bragg Brentano parafokuserendemetode
- Parallelstrålemetode
- Fokuserendestrålemetode
Hvilke betingelser har vi for Bragg-Brentano parafokuserendemetoden?
- Høy toppintensitet or oppløsning
- Skanneaksen er begrenset til 2θ/θ aksen
- Prøveflaten trenger å være flat
Hvilke betingelser har vi for parallelstrålemetoden?
- Toppintensiteten og oppløsingen er avhengig på bredden på spalten/slitten
- Ulike skanneakser er tilgjengelig
- Prøver med røff flate kan bli målt
- I 0D skann toppintensiteten vil være lavere enn i BB metoden
Hvilke betingelser har vi for fokuserendestrålemetoden?
- Kun for transmisjon
- Sammenligned med PB metoden får man høyere topp intensitet og oppløsning
Hvilke spalter bruker man i BB parafokuserende optikk?
Soller slit på inngangs- og motagende spalter
Hva avgjør inngangspalten etter sollerspalten?
- Intensiteten (større vinkel, mer intensitet)
- Interaksjonsvolum (større vinkel, mer volum)
Hvordan påvirker valg av skannområde i 2θ eller θ-2θ skann interaksjonsvolumet?
Lavere 2θ vinkler resulterer i større interaksjonsvolum
Hvilken slide i kurset kan man regne ut/estimere interaksjonsvolumet på?
43 og 48!
Hva er paraplyeffekten?
Paraplyeffekten skyldes an aksielldivergens av inngangsrøntgenen som gir en asymmetrisk profil
Hvordan kan du begrense paraplyeffeketen?
Soller slit/spalte vil reduserer den aksielle divergensen av inngangs- og diffraksjonsstrålen og dermed undertrykk effekten.
Hvilke egenskaper må balanseres når man velger soller slit type (vinkel)?
Intensitet og oppløsning
Hvordan er røntgenstrålene parallelisert i Rigakuen?
Ved bruken av en paraboloid flerlagsspesil cross-beam optics
Hvordan regner man it bredden på interaksjonsoverflatearealet?
Det vil i parallelstrålemetoden være forholdet mellom inngangspalten og inngangvinkelen
Hvilke spalter bruker man ved en 0D måling?
Man bruker åpne spalter på detektor siden. Ingen effekt av prøveform og eksentrisitet.
Mulig å bruke hele detktorarealet for målingene.
Hvordan fungerer 0D detektoren?
Scintillerende teller.
- Alle røntgenfotoner passerer gjennom en mottagendespalte er telt.
- Vinkelposisjonen av detektoren er gitt av den sentraleposisjonen til den motagendespalten.
- Oppløsningen av vinkelposisjonen er gitt av bredden på den mottagendespalten.
Hvordan fungerer 1D detektoren?
En-dimensjonal-silikonstripedetektor (1D-SSD) har for eksempel 256 par med stripete sensorer og elektroniske kretser for å teller røntgen fotoner. Hver stripe kan telle hver røntgen. En slik stripe vil være identisk til et skannet mønster av 150 ganger med 0d detektoren
Hvilke fordeler er det med 1D detektoren?
- Høy røntgen diffraksjonsdata ved kort tid
- Lav bakgrunnsdata ved høy energioppløsning
Hvordan fungerer 2D detektoren?
Kalles: Hybrid multi-dimensional pixel detektor “HyPix-3000”
- Ultra-høy dynamisk rekkevidde og høy sensitivitet
- Bytter enkelt mellom 0D, 1D og 2D
- Høy romlig oppløsning, direkte-dekterteringpikselertrekkedetektor
- XRF undertrykkelse fra høy og lav energy diskriminering
