Page 31 - No29

NANOANYAGOK INVERZ-FÉNYKÉPE

ki

Az atomokból álló anyagok meg, miszerint a beeső és a rácssíkokon szórt 2. Ábra.
változatos formában jelennek meg: sugarak, a rácssíkok ismétlődési távolságától Az első és
lehetnek kristályosak vagy amorfok függő úthossz-különbsége a röntgensugár másodrendben
és az atomok vagy molekulák hullámhosszának egész számszorosa kell visszavert
halmaza óriási méretkülönbségeket legyen. Ezt a feltételt a Bragg összefüggésnek (reflexió) és az
mutathat amellett, hogy a halmazok nevezett egyenlet a következő formában elsőrendben
lehetnek összefüggőek, vagy fejezi ki: áthaladt
elválasztottak. Például gondoljunk (transzmisszió)
egy fémdarabra, vagy vízben oldott (1. összefüggés) diffrakciós nyalábok
sokezer atomból álló fehérjére. A ahol λ a röntgensugár hullámhossza [nm], n A Bragg egyenlet átrendezésével a rácssík
szabályos rácsba rendezett atomi egész szám, a szórás rendje, d [nm] a távolság reciproka és a röntgennyaláb
kristályszerkezettől eltérő formák szomszédos rácssíkok távolsága, más szóval paramétereiből (λ, hullámhossz és Θ, Bragg
(kristályos fém esetében az ötvözet, periódustávolsága, Θ a Bragg szögek, amik a szög) számolt kifejezés kapcsolatát
n
fehérje kristálya helyett annak beérkező és az n-dik rendben szórt nyaláb ismerhetjük fel:
oldata) leírása sok fejtörést okozott közötti szórási szög fele. A Bragg egyenlettel
a szakembereknek. A hatékony kifejezett, az I. és a II. nyaláboknak a (2. összefüggés)
jellemzési módszer kidolgozására a röntgenforrás ─ szóró atom ─ detektor
röntgensugár felfedezése (Conrad közötti úthossz különbségét az 1. ábrán Mivel az elméleti számításokban, a
Röntgen,1895) adta a lehetőséget a figyelhetjük meg. A detektorba érkező I’ és II’ periódus 2π alakban gyakran szerepel, a 2.
kezünkbe. nyalábok között fellépő erősítést összefüggést ennek megfelelően bővítjük:
(interferenciát) az 1. ábra mellékelt részlete 2π ⁄ d= 4π ⁄ λ sin(Θ). A jobboldali
A röntgennyaláb fémek és más kompakt világítja meg: a két nyaláb úthossz kifejezés szolgál a diffrakciós, és általánosan
anyagok esetében is nagy áthatolóképességű, különbsége, Θ Bragg szög esetében, éppen a szórási, görbék változójának definíciójára,
ellentétben a látható fénnyel, amely csak egy hullámhossz és azok között nincs amelyet elterjedt módon q -val jelölnek:
gáznemű vagy folyadékok esetében mutatja fáziskülönbség.
részecskék jelenlétét szórási jelenség által (3. összefüggés)
(ablakon beverődő napsugárban a
porszemcsék tánca jól követhető). Ha egy A röntgensugár az elektronokon,
vékony, párhuzamosan haladó pontosabban azok sokaságán, az
röntgensugarakból álló nyaláb útjába elektronfelhőn szóródik, míg az atommag
atomokból álló kristályrácsot helyezünk, szerepe elhanyagolható. Nagyobb
akkor az a kristályba behatol (annak molekulákból álló, a 3. ábrán bemutatott,
vastagságától függően) részben vagy teljes rétegszerkezetek esetében a rétegsíkok
mértékben elnyelődik, míg egy része periódustávolsága is lényegesen nagyobb,
szóródik (az anyaggal való kölcsönhatás mint az atomi mérettartományba eső síkok
következtében nem az eredeti irányát periódusa. Erre a rétegszerkezetre irányított
követve halad tovább). A szórt sugarakat
bizonyos szögekben a kristály síkja visszaveri
(amit reflexiónak nevezünk) vagy átengedi 1. Ábra Röntgennyaláb atomokból
(transzmisszió). A szóródási jelenséget álló rácssíkon történő diffrakciója,
Henry Bragg és Lawrence Bragg (apa és fia), a Bragg összefüggés valamint az
a róluk elnevezett Bragg összefüggés alapján interferencia erősítés bemutatása
értelmezték és a röntgenfény segítségével
történő szerkezetmeghatározást Az atomokból álló rácssíkokon első és
megalapozták. A rácssíkokon szóródott, vagy másodrendben visszaszórt, valamint első
áthatolt, nyalábok erősítésének, más szóval rendben áthaladt nyalábokat a 2. ábrán 3. Ábra Nanométeres dimenzójú rács
interferenciájának, feltételét fogalmazták vehetjük szemügyre. (nanorács) kisszögű diffrakciója

KÉMIAI PANORÁMA 29. SZÁM, 2024. ÉVFOLYAM 31