Diffraction des rayons X et affinement des paramètres de maille

Résumé du document

Le groupe d'espace du silicium est Fd3m comme le diamant...

La première étape consiste à connaître l'indexation des pics de diffraction observés de façon à éliminer ceux correspondants à une autre phase (impureté) et pour faciliter la convergence du calcul. Trouver les
indexations pour un système (cubique) et un réseau (faces centrées, F) donnés est possible grâce au programme POWDER si on a déjà une idée de la structure du matériau (...)

Extraits

[...] Il existe 2 autres modes de calcul : INDexation des raies observées et REFine qui correspond à l'affinement des paramètres de maille. IND DOPOWDER POWDER.EXE (DOS) Silicium Pointé 1 IND CUB F fini Mais si l'enregistrement des données est effectué dans un domaine angulaire trop restreint on n'a pas suffisamment de raies (surtout dans le système cubique On se retrouve alors dans la situation suivante : SORTIES Silicium Pointé RECHERCHE DES INDICES ET AFFINEMENT DES DIMENSIONS DE LA MAILLE LE CRISTAL EST CUBIQUE LE RESEAU EST CENTRE-F LES PARAMETRES SONT: A = 5.43250 ALPHA = B = 5.43250 BETA = C = 5.43200 GAMMA = LAMBDA = L'AFFINEMENT EST BASE SUR LES INDICES GENERES: LIMITES: HMIN= 0 HMAX= 10 KMIN= 0 KMAX= 10 LMIN= 0 LMAX= 10 THETA MIN= 0. [...]

[...] Il existe suffisamment de différences qui vont conduire après affinement à plus ou moins de précision et de dispersion dans les valeurs déterminées. Hkl θ ‘pointé' θ ‘pointé' Kα θ ‘gaussien' Le Bail θ ‘deconv.' Pourquoi autant de variation d'une méthode à l'autre ? Tout d'abord le fait qu'aux petits angles on ne sépare pas Kα1 de Kα2 et que le pic est centré autour de Kα moyen. Donc les pics pointés au maximum ne sont pas rigoureusement à la position de Kα1. [...]

[...] On doit éditer (BlocNote) le fichier d'entrée DOPOWDER. On spécifie le type de calcul que l'on souhaite effectuer (ici GENérer les indices). On précise avec quel système cristallin on va travailler (CUBique, QUAdratique, ORThorhomique, HEXagonal, RHOmboédrique, MONoclinique, TRIclinique). Ensuite on donne le type de réseau (Primitif, base Centrée, Faces centrées, I centré). On retrouve dans le cas du silicium les paramètres a = b = c = 5.4325 Å. [...]

[...] Plusieurs façons d'extraire les positions des pics de diffraction : simple pointé à la souris (Rayon, Highscore, Origin, Kaleidagraph ) en zoomant sur la raie d'intérêt. Pointé amélioré qui ne donne que les valeurs pour Kα1. Ajustement d'une enveloppe ou de 2 raies gaussiennes (positions affinées avec Origin) Déconvolution à l'aide d'XFIT La documentation est riche concernant ce programme. Il permet également, la détermination des largeurs de raies à mi-hauteur et ainsi estimer la taille des domaines cohérents de diffraction (nanomatériaux). [...]

[...] On se retrouve alors avec un jeu de données dont certaines correspondent à Kα et les autres à Kα1 ! Pas génial pour affiner la preuve Kα = 1.54178 Å Kα1 = 1.54056 Å Kα2 = 1.54439 Å Silicium Kα Silicium 1500 Intensité Intensité K α1 K α θ θ Cas typique où l'on a un chevauchement des pics Kα1 et Kα2 aux petits angles, et séparation aux plus grands angles si on n'utilise pas de monochromateur arrière. Sur cet exemple le pic (311) est centré sur 28.036 α1, en bleu) et 28.06 (Kα, en vert). [...]