D5 Difracción de Rayos X (Tamaño de Cristalita)

Tópico

La difracción de rayos X sobre esta nanoestructura, con un tamaño de cristalita típicamente por debajo de cien nanómetros, reutiliza la misma ley de Bragg que ya emplea, con ese mismo propósito, otro modelo de un conjunto de materiales distinto, el que describe la difracción de rayos X de un metal: esta ley de Bragg identifica, también aquí, los ángulos en los que aparecen los picos de difracción de esta nanoestructura, revelando su estructura cristalina interna. Que esta nanoestructura tenga una estructura cristalina determinada hace que, según esta misma ley de Bragg, sus picos de difracción aparezcan en los ángulos característicos de esa estructura, igual que aparecerían en el mismo material en su forma bulk.

En este régimen nanométrico, sin embargo, es la ecuación de Scherrer, reutilizada del mismo modelo de metalurgia, la que adquiere un protagonismo mucho mayor que en un material bulk: en esta nanoestructura, el propio tamaño de cristalita, por debajo de cien nanómetros, es casi siempre la causa dominante del ensanchamiento de estos picos de difracción, sin que la microdeformación aporte una contribución comparable. Que este ensanchamiento de los picos de difracción esté dominado, de esta manera, por el tamaño de cristalita, y no por la microdeformación, hace que esta ecuación de Scherrer, por sí sola y sin necesidad del análisis de Williamson-Hall que sí hace falta en otros casos, ya estime de forma confiable este tamaño de cristalita.

Por eso este modelo, con la ley de Bragg y la ecuación de Scherrer con las que se abrió, adapta al régimen nanométrico el mismo método experimental que ya describe, para un metal, otro modelo de un conjunto de materiales distinto, sin necesitar ningún cambio en el instrumento ni en el procedimiento de medición: la única diferencia real está en que, aquí, el tamaño de cristalita que devuelve esta ecuación de Scherrer coincide, de manera mucho más directa, con el tamaño real de toda la nanoestructura, en lugar de con el tamaño de un grano dentro de una pieza mucho más grande.

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