Aufbau und Charakterisierung eines Guinier-Diffraktometers

Grundlagen 2 - 3
richtungsunabhängig ist und somit die von den in Blickrichtung liegenden
Oberflächenelementen ausgehende Strahlung aufaddiert wird. Durch die vier
senkrecht zueinander angeordneten Röhrenfenster können auf diese Weise bei
einem rechteckförmigen Brennfleck sowohl zwei Strich- als auch zwei Punktfokusse
zum Experimentieren genutzt werden.
2.2 Monochromatisierung der Strahlung
Für Strukturuntersuchungen ist es von großer Bedeutung, daß der auf die Probe
treffende Primärstrahl möglichst monochromatisch und lichtstark ist. Spektren von
Röntgenröhren bestehen allerdings sowohl aus mehreren charakteristischen Linien
als auch dem kontinuierlichen Bremsstrahlspektrum, so daß der von der Röhre
emittierte Strahl zunächst monochromatisiert werden muß. Der polychromatische
Strahl wird zum Zwecke der Monochromatisierung an einem Kristall gebeugt, wobei
sich nach der Braggschen Gleichung, die gewünschte Wellenlänge in Abhängigkeit
der beugenden Netzebenen über eine entsprechende Wahl des Einfallswinkels
einstellen läßt. Nachteil dieser Methode ist, daß nur ein sehr kleiner Winkelbereich
der in allen Richtungen nahezu isotropen Abstrahlcharakteristik der Röhre
Verwendung findet, d.h. ein entsprechend großer Teil der erzeugten Strahlleistung
ungenutzt bleibt. Dies läßt sich teilweise durch den Einsatz eines gebogenen
Monochromatorkristalls beheben. In diesem Feld hat sich vor allem der
Monochromator nach Johansson [03] bewährt.
Ein Einkristall wird parallel zu den gewünschten, reflektierenden atomaren
Netzebenen konkav zylindrisch mit einem Radius R angeschliffen und anschließend
achsenparallel auf den Radius r gebogen (Abbildung 2-4). Beim Biegen wird eine
Strecke s auf der Oberfläche des Kristalls auf die Länge s‘=c⋅s verkürzt. Der Winkel α
- nach dem Biegen β - zwischen der Netzebenen- und der Oberflächennormale ergibt
sich zu:
s
α = ,
R
s c ⋅ s
= =
r r
´
β (Gl. 2-3, 2-4).
Gehen alle Atomebenennormalen durch den Punkt P, so werden alle Strahlen die auf
die Kristalloberfläche unter dem nach der Braggschen Bedingung geforderten Winkel