1. 회절 기술 :
* X- 선 회절 (XRD) : 이것은 가장 널리 사용되는 방법입니다. X- 선은 고체를 지시하고 산란 된 빔은 회절 패턴을 만듭니다. 패턴은 결정 격자 내에서 원자의 배열을 나타 내기 위해 분석된다.
* 장점 : 다목적, 상세한 구조 정보를 제공하며 단결정 및 분말 모두에 사용할 수 있습니다.
* 단점 : 결정질 물질이 필요하며 샘플 크기와 품질로 제한 될 수 있습니다.
* 중성자 회절 : XRD와 유사하지만 X- 레이 대신 중성자가 사용됩니다. 중성자는 원자와 다르게 상호 작용하여 가벼운 원소, 자기 구조 및 대칭성이 높은 재료를 연구하는 데 특히 유용합니다.
* 전자 회절 : 매우 작은 결정이나 박막을 연구하는 데 사용됩니다. 전자는 X- 선보다 훨씬 짧은 파장을 가지므로 더 높은 해상도를 제공합니다.
2. 현미경 :
* 투과 전자 현미경 (TEM) : 원자 규모로 재료의 내부 구조를 직접 이미징 할 수 있습니다. TEM은 결정 결함, 입자 경계 및 기타 미세 구조적 특징에 대한 정보를 제공 할 수 있습니다.
* 주사 전자 현미경 (SEM) : 지형 및 구성에 대한 정보를 공개하여 재료 표면의 이미지를 제공합니다. 결정 구조를 직접 드러내지는 않지만 SEM은 다른 상과 곡물 크기를 식별하는 데 사용될 수 있습니다.
3. 분광 기술 :
* 핵 자기 공명 (NMR) : 결정 구조에 대한 정보를 제공하여 분자에서 원자의 배열을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
* 라만 분광법 : 결정에서 분자의 진동에 대한 정보를 제공하며, 이는 다른 단계와 구조적 변화를 식별하는 데 사용할 수 있습니다.
4. 기타 기술 :
* 밀도 측정 : 결정 격자에서 원자의 포장 효율을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
* 열 분석 : 차동 주사 열량 측정 (DSC)과 같은 기술은 종종 결정 구조의 변화와 관련된 고체에서 위상 전이를 식별하는 데 사용될 수 있습니다.
결정 구조 결정과 관련된 단계 :
1. 샘플 준비 : 선택한 분석 기술을 위해 고체는 올바르게 준비되어야합니다. 여기에는 샘플을 분말로 연마하거나 박막을 준비하거나 단결정을자를 수 있습니다.
2. 데이터 수집 : 선택한 기술은 샘플에서 데이터를 수집하는 데 사용됩니다.
3. 데이터 분석 : 수집 된 데이터는 결정 구조에 대한 정보를 추출하기 위해 분석됩니다. 여기에는 종종 복잡한 수학 알고리즘과 소프트웨어가 포함됩니다.
4. 모델 정제 : 결정 구조의 초기 모델은 실험 데이터에 더 잘 맞도록 개선됩니다.
5. 해석 : 정제 된 모델은 결정 격자 내에서 원자의 배열에 대한 정보를 제공하는 것으로 해석됩니다.
중요한 고려 사항 :
* 샘플의 순도 : 불순물은 회절 패턴에 영향을 줄 수 있으며 잘못된 구조적 결정을 유발할 수 있습니다.
* 샘플 크기 : 성공적인 회절 분석을 위해서는 충분히 크고 잘 정의 된 결정이 종종 필요합니다.
* 기술 선택 : 기술의 선택은 연구중인 재료의 특정 특성에 따라 다릅니다.
고체의 결정 구조를 결정하는 것은 복잡한 과정이 될 수 있습니다. 그러나 얻은 지식은 재료 특성을 이해하고 원하는 특성을 가진 새로운 재료를 개발하는 데 매우 중요합니다.
