XRD의 원리와 분석방법

XRD원리-브래그법칙

X-ray의 각도에 따라 각 원자에서 반사된 X선의 위상차가 다르게 나타납니다. 진행상 경로차는 2d sinθ로, 세타값에 따라 변합니다.

이때 X선의 위상차이를 만드는 경로차가, 표면에 조사해준 X선의 파장과 어떤 관계를 가지냐에 따라 중첩된 반사광(=원자를 맞고 반사된 X선)은 보강간섭을 하기도 하고 안하기도 합니다.

발생된 X선의 경로차는 특정θ값에서 보강간섭을 일으킵니다. 이 경우에 X-ray의 Intesity가 높게나오는데 이를 Peak로 삼아 해당 물질을 확인하는게 XRD의 원리입니다. 일반적인 경우 x축을 2θ, y축을 intensity로 놓고 그래프를 그립니다.(물론 손이아니라 기계가^^)

XRD분석 후 결과값-같은 물질이라도 다양한 면에대한 peak이 보여진다.

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위와같은 그래프는 결정질 구조에서 나타나는데 규칙적인 배열을 이룰때 반사되는 값이 같으므로 특정 peak가 형성될 수 있습니다. 반대로 비결정질(amorphous) 구조에서는 포물선형태를 그리며 나타납니다. 각 원소들이 제멋대로 배열하여 특정θ에서 값이 높을수 없기때문입니다.

 

또한 브래그법칙은2dsinθ=nλ를 따릅니다d=면간거리 θ=xrd분석값(주로peak에서의 값)n=0,1,2,3......λ=X선의 파장값(기기에서의 파장은 고정 주로-Cu)

 

만약 XRD를 처음 분석해보신분은 분석한 후 예상되는 물질을 구글링하시면 비슷한 그래프를 찾으실 수 있습니다. 

 

XRD 외에 다른 분석,반도체 공정, 기초 관련 자료도 많습니다.

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