Aufbau und Charakterisierung eines Guinier-Diffraktometers

Grundlagen 2 - 13
Einkristalldiffraktometern mittels der Drehkreise der Kristall und damit das reziproke
Gitter gedreht werden. Bei Pulveraufnahmen entspricht dieser Drehung die
statistische Verteilung der Normalen der Oberflächen und damit der Netzebenen der
Kristallite. Eine endliche Monochromasie und Divergenz der Strahlung bewirkt eine
Ausdehnung der Ewaldkugel zu einer Schale mit nichtverschwindender Dicke.
Zusätzlich nimmt bei einem Realkristall jeder reziproke „Gitterpunkt” einen Bereich
ein, so daß Reflexe mit großem Beugungswinkel (2θ=180°) wegen ihrer fast
tangentialen Bewegung zur Kugelschale gegenüber denen bei 2θ=90° übergewichtet
werden. Dies wird durch den Lorentzfaktor
korrigiert.
1
L =
(Gl. 2-21)
sin
( 2θ
) sinθ
Mit steigendem Beugungswinkel wird die von der konstant bleibenden Zahl von
beleuchteten Kristalliten der Probe gebeugte Intensität auf den Umfang immer
größerer Lauekegel verteilt ( ∝ cosθ
), wohingegen der Detektor immer dieselbe
Fläche sieht ( ∝ 1/
sin 2θ
). Die daraus resultierende Verringerung der Reflexintensität
zu Winkeln 2θ=90° ist allen Pulverbeugungsmethoden gemein und wird durch den
Geometriefaktor
( θ )
( 2θ
)
cos
G = (Gl. 2-22)
sin
berücksichtigt. Auf Grund der Abstrahlcharakteristik eines Dipols, wird bei der
Beugung der Polarisationsanteil des elektrischen Feldvektors der Strahlung parallel
zur Reflektionsebene nicht beeinflußt, während der senkrecht dazu stehende Anteil
eine winkelabhängige Schwächung erfährt. Dieser Effekt tritt sowohl bei der
Reflektion am Monochromatorkristall, als auch bei der Beugung an der Probe auf und
führt zum Polarisationsfaktor
2 ( 2θ
) ⋅ cos ( 2θ
M )
2
cos ( 2θ
)
2
1+
cos
P = (Gl. 2-23).
1+
M
Wie im vorherigen Abschnitt bereits festgestellt, wird die gebeugte Strahlung durch
Absorption geschwächt. Zum einen geschieht dies, wie oben dargestellt, durch
Luftmoleküle, zum anderen durch die Probe selbst. Letztere ist über die
unterschiedlichen Weglängen durch das beugende Pulver und dessen Träger,
winkelabhängig und findet über den Absorptionskoeffizienten A entsprechende