3- تكنولوجيا حيود الأشعة السينية

يعد حيود الأشعة السينية أحد الأساليب التجريبية الأكثر استخدامًا في علم المواد، وتطبيقه واسع جدًا، ويمكن استخدامه في توصيف المواد وتحليل البنية ومجالات أخرى. يعد حيود الأشعة السينية (جي-زرد) نوعًا من أنواع الرعيحيود الأشعة السينيةتقنية مختلفة عن تجربة زرد التقليدية، وذلك بشكل رئيسي عن طريق تغيير زاوية سقوط الأشعة السينية واتجاه العينة. حدوث الرعي يتمتع زرد بالعديد من المزايا الفريدة ويمكن أن يلعب دورًا مهمًا في توصيف المواد والتحليل الهيكلي.

2. المزايا

1. تقليل تأثير الإشارة الأساسية وزيادة مساحة الإشعاع

حالات الرعي زرد هي تقنية زرد متقدمة تستخدم لتوصيف المواد والتحليل الهيكلي. يتم تحقيق ذلك عن طريق ضبط زاوية سقوط الأشعة السينية θ إلى صغيرة جدًا (عادةً أقل من درجة واحدة). عندما تنخفض زاوية سقوط الأشعة السينية، يصبح عمق سقوط الأشعة السينية أقل عمقًا، مما يساعد على تقليل تأثير الإشارة الأساسية على النتيجة. وفي الوقت نفسه، تنخفض زاوية الإصابة وتزيد منطقة الإشعاع، مما يساعد على تعزيز كثافة إشارة الفيلم. يؤدي القيام بذلك إلى زيادة تفاعلالأشعة السينيةمع سطح العينة، مما أدى إلى معلومات هيكلية أكثر تفصيلا. نظرًا لأن الزاوية المستخدمة في تقنية زرد لوقوع الرعي صغيرة جدًا، فإنها تتطلب أدوات خاصة وطرق تحضير العينات من أجل إجراء التجارب.

2. جمع معلومات الهيكل ثلاثي الأبعاد

عادة ما تكون الجزيئات أو السلاسل الجزيئية في الفيلم موجهة، ويمكن لـ زرد التقليدي ملاحظة فقطالهيكل البلوريفي الاتجاه خارج المستوى، بينما يمكن لـ جيكسرد الحصول على معلومات البنية ثلاثية الأبعاد للفيلم. كما هو موضح في الشكل، تسقط الأشعة السينية بزاوية صغيرة جدًا، ويتم إسقاط انعكاس الأشعة السينية وحيود حدوث الرعي خارج المستوى في اتجاه qz لمستوى الكاشف، والرعي داخل المستوى يتم إسقاط حيود سقوط الأشعة السينية في الاتجاه qll (أي الاتجاه com.qxy)، والذي يمكن أن يعكس المعلومات ثلاثية الأبعاد للفيلم.

3. التطبيق

لدى تقنية زرد العديد من التطبيقات في علم المواد، مثل نمو البلورات، وإعداد الأفلام، وكيمياء الواجهة، والتحفيز السطحي، والمواد الحيوية. يعد تحضير الأغشية الرقيقة أحد التطبيقات الرئيسية لـ زرد لحدوث الرعي. حدوث الرعيزرديمكن استخدام هذه التقنية لدراسة البنية والهياكل النانوية الموجهة نحو الشبكة للأغشية الرقيقة. باستخدام هذه الطريقة، يمكن تحديد البنية البلورية والبنية المعيبة للفيلم، ويمكن تحسين أداء الفيلم.

يمكن أيضًا استخدام تقنيات زرد لحوادث الرعي في دراسات الكيمياء السطحية والحفز الكيميائي. يعد التحفيز السطحي أحد أساليب التفاعل المهمة، والذي يعزز التفاعل الكيميائي من خلال الموقع النشط على سطح المحفز. يمكن أن تساعد تقنية زرد لحادث الرعي في دراسة بنية سطح المحفز والتفاعل بين المحفز والمواد المتفاعلة. وهذا أمر مهم لتحسين خصائص المحفز وفهم آليات التفاعل الكيميائي.

1. تحليل انتظام المحاذاة

كما هو موضح في الشكل، (أ) هو فيلم البوليمر الأولي، و (ب) هو الفيلم الملدن. ويمكن ملاحظة أن نمط حيود جيكسرد للفيلم الأولي دائري، وشدته ضعيفة، مما يشير إلى أنه مضطرب في الفيلم. نمط جيكسرد للفيلم الملدن هو عبارة عن بقع وقوية، مما يشير إلى أنه تم ترتيبه بطريقة أكثر تنظيمًا في الفيلم.

2. حكم التوجه

كما هو موضح في الشكل، (أ) هو فيلم البوليمر الأولي، و (ب) هو الفيلم الملدن. في الوقت نفسه، يمكن استخلاص البيانات أحادية البعد (اتجاهات qz وqxy) من الرسم البياني ثنائي الأبعاد، حيث يكون الخط الرمادي هو فيلم البوليمر الأولي والخط الأسود هو الفيلم الصلب. يتم أخذ فيلم بوليمر صلب كمثال لتوضيح الترتيب الجزيئي في الفيلم. • يمكن رؤية (100) و(200) و(300) و(400) في الاتجاه خارج المستوى، مما يشير إلى أن هذا الاتجاه هو اتجاه تكديس سلاسل الألكيل الجانبية الجزيئية.

يعتبر حيود الأشعة السينية لحادث الرعي مناسبًا لدراسة التركيب البلوري للأغشية الرقيقة، والتي لا يمكنها فقط تعزيز إشارة ذروة الحيود، ولكن أيضًا الحصول على معلومات البنية ثلاثية الأبعاد. في تحليل الأطلس، يتم استخدام معادلة براغ لحساب مسافة التراص المقابلة لذروة الحيود، وذلك لتحديد المعلمات الثلاثة للأطلسذروة الحيود(اي بي سي). أخيرًا، من خلال الجمع بين ذروة الحيود داخل وخارج المستوى، يتم استنتاج سلوك تراص الجزيئات في الفيلم ودرجة ترتيب البلورات الدقيقة.