Aufbau und Charakterisierung eines Guinier-Diffraktometers

Grundlagen 2 - 5
strichförmigen, auf dem Fokalzylinder liegenden, Brennfleck wieder auf einen Strich
auf diesem Zylinder abbildet, dabei die Strahlung monochromatisiert und die
Divergenz des Strahls ausnutzt.
Um den Abstand zwischen Brennfleck und dem Monochromatorkristall zu verkürzen
und damit einen noch größeren Winkelbereich der Abstrahlcharakteristik der
Röntgenröhre auszunutzen, wird heute der Kristall nicht mehr parallel zu den beu-
genden Netzebenen geschliffen sondern unter dem sogenannten Miscut-Winkel τ.
Wie in Bild 2-5 ersichtlich, ergeben sich dann die Winkel α bzw. β zwischen
einfallenden bzw. ausfallenden Strahl und der Kristalloberfläche zu:
α θ −τ
= und β = θ + τ (Gl. 2-9, 2-10).
Nach Scherm und Krüger [06] folgt hieraus für die Strecken a zwischen Brennfleck F
und Kristallmitte und b zwischen Mitte und Fokalpunkt F´:
sinα
2 ⋅
R
a = und sin β
2 ⋅
R
b = (Gl. 2-11, 2-12).
Durch das Schneiden des Kristalls unter dem Miscut-Winkel τ erwächst noch ein
weiterer Vorteil. Die auf den Monochromator auftreffende Strahlung wird bekanntlich
nicht nur direkt an der Oberfläche gebeugt, sondern dringt vorher auch bis zu einer
Tiefe t in den Kristall ein. Diese Eindringtiefe ist durch Absorption und Extinktion
festgelegt. Nach Hofmann et al. [04] kann die hieraus resultierende Linienbreite ls im
Fokus des Monochromators, unter Vernachlässigung der Extinktion, wie folgt
berechnet werden:
l (Gl. 2-13).
s
= t ⋅cos
( θ M + τ )
Mit einer Vergrößerung des Miscut-Winkels
geht somit eine Verkleinerung der
Fokallinienbreite einher.
Im Spektrum der Röntgenröhre hebt sich die
Wellenlänge Kα1 gegenüber den anderen
Wellenlängen der charakteristischen Strahlung
durch ihre Intensität hervor, weshalb
vornehmlich auf diese Wellenlänge mono-
chromatisiert wird. Aus der Forderung nach
Trennbarkeit der direkt benachbarten Wellen-
längen Kα1 und Kα2 ergibt sich nach Hofmann
Abb.2-6: Korrelation zwischen Brennfleckbreite
und reflektiertem
Wellenlängenbereich [04].