Con XRDynamic 500 ottieni dati di diffusione totale di alta qualità per l’analisi della funzione di distribuzione di coppia (PDF) direttamente nel tuo laboratorio. In questo modo puoi studiare rapidamente la struttura atomica locale di materiali cristallini, nanostrutturati e amorfi, senza lunghe attese per il beamtime presso grandi infrastrutture di ricerca. L’ampio raggio del goniometro, il percorso del fascio sotto vuoto, gli specchi Kα1,2 dedicati e il rivelatore Pixos 2000 CdTe garantiscono un’elevata statistica a valori di Q elevati e un’alta risoluzione in Q. L’allineamento automatico del tubo e delle ottiche e il controllo delle fenditure di Soller semplificano la configurazione e riducono i tempi di scansione tipici a circa un’ora per molti materiali, mantenendo le funzionalità standard XRD e PDF in un unico flusso di lavoro ripetibile.

Scopri di piùScarica il report applicativo

PDF a raggi X: fondamenti e vantaggi

Analisi PDF a raggi X (diffusione totale) integra la diffrazione convenzionale e consente di determinare l’ordine a corto e medio raggio.

Cosa rivela la PDF ai raggi X

La funzione di distribuzione di coppia (PDF) mostra come gli atomi siano disposti localmente – a quale distanza si trovino gli uni dagli altri e come questo ordine vari a corto e medio raggio. Questo permette di capire perché un catalizzatore è attivo, perché un elettrodo di batteria si degrada o perché una formulazione amorfa rimane stabile. È così possibile determinare la struttura atomica anche in assenza di picchi di Bragg ben definiti, così da intervenire più rapidamente e con meno cicli di tentativi ed errori.

Quando utilizzarlo

Scegli l’analisi PDF a raggi X quando la relazione tra struttura e proprietà  dipende dall’ordine locale del materiale: nanomateriali, catalizzatori, elettrodi per batterie, leghe metalliche, prodotti farmaceutici, vetri e altri sistemi amorfi o disordinati. La tecnica integra la XRD convenzionale e consente di interpretare fenomeni che la sola cristallografia a lungo raggio non è in grado di spiegare.

Q, Qmax e risoluzione

Un Qmax più elevato aumenta il livello di dettaglio risolvibile nella PDF; un rapporto segnale/rumore elevato ad alti valori di Q garantisce risultati affidabili. XRDynamic 500 supporta Mo Kα e Ag Kα per acquisire dati su un ampio intervallo di Q, mantenendo un'elevata risoluzione in Q. L’elevata risoluzione in Q consente di distinguere caratteristiche che si estendono fino a valori di r più elevati, permettendo di valutare le dimensioni dei domini e le sottili variazioni strutturali.

Configurazione del diffrattometro da laboratorio per l’analisi PDF

Il sistema combina la sorgente a raggi X, l’ottica, il rivelatore e l’automazione più idonei per consentire ai team di ottenere dati di diffusione totale riproducibili per l’analisi PDF con tempi compatibili con l’operatività di laboratorio.

Sorgenti e ottiche

Passa da Mo Kα ad Ag Kα per bilanciare l'intensità e l'intervallo massimo di Q raggiungibile. Mo Kα garantisce un'elevata intensità per scansioni di routine efficienti; Ag Kα estende il Qmax quando è necessaria una maggiore risoluzione nello spazio reale. L'allineamento automatico dello strumento e le ottiche modulari rendono il cambio semplice e riproducibile.

Rilevazione per scansioni più rapide

Il rivelatore CdTe aumenta l’efficienza quantica nell’intervallo dei raggi X ad alta energia, migliorando la statistica di conteggio ad alti valori di Q. Ciò si traduce in PDF più pulite, con minore rumore e con tempi di scansione complessivi più brevi rispetto ai rivelatori standard al silicio impiegati nelle misure di routine.
 

Rumore di fondo ridotto, elevata stabilità

Un percorso del fascio sotto vuoto riduce la diffusione in aria, mettendo in evidenza i segnali diffusi dal campione. Un goniometro ad ampio raggio e specchi focalizzanti assicurano un’elevata risoluzione in Q, limitano lo smorzamento in Q e preservano le caratteristiche della PDF su intervalli di r più ampi.
 

Impatto su tempi e costi

Per alcuni campioni, una scansione di circa un'ora fornisce dati sufficienti per ottenere PDF pronte per il fit, consentendo di prendere decisioni già in giornata. Per i casi più complessi sono comunque disponibili scansioni più lunghe e la radiazione Ag Kα. Integrare l'analisi XRD standard e l'analisi PDF su un'unica piattaforma evita le complessità associate alle misure esterne, comprese pianificazione e trasferte, e semplifica formazione e manutenzione.

Analisi PDF a raggi X di materiali cristallini e amorfi

Risultati esemplificativi mostrano come l’analisi PDF a raggi X supporti decisioni consapevoli nella selezione dei materiali, nelle attività di ricerca e nella qualificazione dei metodi.

Esempio cristallino (CaF₂): qualità del fit affidabile

Le PDF ottenute da CaF₂ sono in ottimo accordo con i modelli strutturali standard, con residui contenuti e parametri reticolari stabili: un chiaro segno di corretto allineamento e di dati statisticamente robusti. Per chi deve prendere decisioni, questo significa flussi di lavoro prevedibili e meno misure da ripetere all’aumentare del numero di campioni o delle sedi.

Esempio di materiale amorfo (vetro di SiO₂)

Anche in assenza di picchi di diffrazione ben definiti, la PDF consente di determinare le distanze di legame Si–O, O–O e Si–Si e mostra caratteristiche che si attenuano intorno a 9 Å, coerentemente con l'assenza di ordine a lungo raggio. I team possono verificare in poche ore, anziché in settimane, se le modifiche al processo produttivo incidono sulla struttura a corto raggio.
 

XRDynamic 500: consente l’analisi PDF con un diffrattometro da laboratorio

XRDynamic 500 è un diffrattometro a raggi X da laboratorio configurato per acquisire dati di diffusione totale di elevata qualità, ideali per l’analisi della funzione di distribuzione di coppia (PDF). Il goniometro ad ampio raggio, il percorso del fascio sotto vuoto e le ottiche focalizzanti Kα garantiscono un’elevata risoluzione in Q; i tubi al Mo e all’Ag estendono Qmax, consentendo di risolvere dettagli più fini nello spazio reale. Il rivelatore CdTe assicura un’elevata statistica di conteggio anche ad alti valori di Q, riducendo il tempo di acquisizione dei dati di diffusione totale necessario per ottenere G(r). 

Scopri di più

Visualizza con chiarezza la struttura locale e prendi decisioni sui materiali più rapidamente e con rischi ridotti – con un unico strumento.

Contatta un esperto

Contattare