Der Hauptunterschied zwischen Elektronen- und Neutronenbeugung besteht darin, dass Elektronen an Atomelektronen gestreut werden, während Neutronen an Atomkernen gestreut werden.
Elektronenbeugung ist die Wellennatur von Elektronen. Neutronenbeugung ist das Phänomen der elastischen Neutronenstreuung. Typischerweise beschreibt die Elektronenbeugung die wellenartige Natur, während die Neutronenbeugung die atomare und/oder magnetische Struktur eines Materials beschreibt.
Was ist Elektronenbeugung?
Elektronenbeugung ist die Wellennatur von Elektronen. Praktisch ist es die Technik, die verwendet wird, um Materie zu untersuchen, indem Elektronen auf eine Probe geschossen und das resultierende Interferenzmuster beobachtet werden. Wir nennen dieses Phänomen allgemein den Welle-Teilchen-Dualismus. Sie besagt, dass sich ein bestimmtes Materieteilchen wie eine Welle verhält. Daher kann ein Elektron als eine Welle betrachtet werden, die Schall- oder Wasserwellen ähnelt. Die Elektronenbeugungstechnik ist der Röntgenbeugungs- und Neutronenbeugungstechnik ähnlich.
Am häufigsten ist die Elektronenbeugung in der Festkörperphysik und -chemie nützlich, um die Kristallstruktur von Festkörpern zu verstehen. Normalerweise können wir solche Experimente in einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) oder einem Rasterelektronenmikroskop (REM) durchführen. Diese Instrumente verwenden Elektronen, die durch ein elektrostatisches Potential beschleunigt werden, um die gewünschte Energie zu erh alten und die Wellenlänge vor der Wechselwirkung mit der gewünschten Probe zu bestimmen.
Abbildung 01: Ein typisches Elektronenbeugungsmuster
Obwohl diese Technik hauptsächlich bei der Untersuchung periodisch perfekter Kristalle wie der Elektronenkristallographie nützlich ist, ist sie auch nützlich bei der Untersuchung der Nahordnung von amorphen Festkörpern, der Nahordnung von Fehlstellen einschließlich Leerstellen, der Geometrie der gasförmigen Moleküle etc.
Was ist Neutronenbeugung?
Neutronenbeugung ist das Phänomen der elastischen Neutronenstreuung. Es ist die Anwendung der Neutronenstreuung zur Bestimmung der atomaren und/oder magnetischen Struktur eines Materials. Wir müssen die zu untersuchende Probe in einen Strahl thermischer oder k alter Neutronen bringen. Dann können wir ein Beugungsmuster erh alten, das Aufschluss über die Struktur des Materials geben kann.
Abbildung 02: Neutronenbeugung, die bei molekularen Stimulationen nützlich ist
Die Neutronenbeugungsmethode ähnelt der Röntgenbeugung. Aufgrund unterschiedlicher Streueigenschaften liefern Neutronen und Röntgenstrahlen jedoch tendenziell komplementäre Informationen; beispielsweise sind Röntgenstrahlen für oberflächliche Analysen geeignet, starke Röntgenstrahlen von Synchrotronstrahlung sind für geringe Tiefen oder dünne Proben geeignet usw.
Typischerweise erfordert die Neutronenbeugungstechnik eine Neutronenquelle, die in einem Kernreaktor oder einer Spallationsquelle erzeugt wird. Wenn wir einen Forschungsreaktor verwenden, benötigen wir andere Komponenten wie Kristallmonochromator, Filter zur Auswahl der erforderlichen Neutronenwellenlänge usw.
Unterschied zwischen Elektronen- und Neutronenbeugung
Elektronen- und Neutronenbeugung sind wichtige analytische Techniken. Der Hauptunterschied zwischen Elektronen- und Neutronenbeugung besteht darin, dass Elektronen an Atomelektronen gestreut werden, während Neutronen an Atomkernen gestreut werden. Darüber hinaus ist die Elektronenbeugung die Wellennatur von Elektronen. Neutronenbeugung ist das Phänomen der elastischen Neutronenstreuung. Typischerweise beschreibt die Elektronenbeugung die wellenartige Natur, während die Neutronenbeugung die atomare und/oder magnetische Struktur eines Materials beschreibt.
Unten ist eine tabellarische Zusammenfassung der Unterschiede zwischen Elektronen- und Neutronenbeugung zum direkten Vergleich.
Zusammenfassung – Elektronen- vs. Neutronenbeugung
Elektronenbeugung ist die Wellennatur von Elektronen. Neutronenbeugung ist das Phänomen der elastischen Neutronenstreuung. Der Hauptunterschied zwischen Elektronen- und Neutronenbeugung besteht darin, dass Elektronen an Atomelektronen gestreut werden, während Neutronen an Atomkernen gestreut werden. Typischerweise beschreibt die Elektronenbeugung die wellenartige Natur, während die Neutronenbeugung die atomare und/oder magnetische Struktur eines Materials beschreibt.
