Introduction à la diffraction de rayons X

Dans une expérience de diffraction de rayons X, l'échantillon peut être un solide monocristallin, polycristallin ou bien encore une poudre. Il est placé dans une enceinte appropriée puis illuminé par une source collimatée ou focalisée. Les photons X diffusés de manière élastiques seront collectés par un détecteur avec une intensité maximale pour les plans cristallins en incidence de Bragg

$\begin{displaymath}n\lambda = 2\, d_{hkl}\sin\theta\end{displaymath}$

où $\lambda$ est la longueur d'onde du faisceau de rayons X incident, d_hkl la distance inter-réticulaire des plans cristallins d'indice de Miller h, k et l, $\theta$ l'angle d'incidence du faisceau incident par rapport à ces plans, et n un entier. L'angle de diffraction, défini comme l'angle entre le faisceau incident et le faisceau diffracté est égal à $2\;\theta$ .

Condition de Bragg pour des plans cristallins d'indice de Miller (hkl) et de distance inter-réiculaire d_hkl. La difféence de marche entre les photons X réfléhis par des plans successifs correspond à un multiple de la longueur d'onde du faisceau incident.

La loi de Bragg est donc une conséquence de la périodicité du réseau cristallin. Une réflection de Bragg n'est possible que si $\lambda \leq 2d$ . Pour un cristal usuel, 2d est de l'ordre de quelques angrströms, donc lambda doit être aussi de l'ordre de quelques angrströms, ce qui correspond au domaines des rayons X.

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Sebastien Merkel
2000-09-29

Introduction à la diffraction de rayons X

© Sébastien Merkel, Université de Lille, France