Với XRDynamic 500, bạn có thể thu thập dữ liệu tán xạ toàn phần chất lượng cao để thực hiện phân tích hàm phân bố cặp (PDF) ngay tại phòng thí nghiệm. Nhờ đó, bạn có thể nhanh chóng khảo sát cấu trúc nguyên tử cục bộ của vật liệu tinh thể, vật liệu nano và vật liệu vô định hình mà không cần chờ phân bổ thời gian đo tại các cơ sở nghiên cứu quy mô lớn. Goniometer bán kính lớn, đường truyền chùm tia được hút chân không, gương chuyên dụng Kα1,2 và đầu dò CdTe Pixos 2000 giúp đạt thống kê đếm tốt ở vùng Q cao, đồng thời duy trì độ phân giải Q cao. Tính năng căn chỉnh tự động ống tia X và hệ quang học, cùng khả năng điều khiển khe Soller, giúp giảm đáng kể công sức thiết lập và rút ngắn thời gian quét thông thường xuống còn khoảng một giờ đối với nhiều loại vật liệu, đồng thời vẫn hỗ trợ các phép đo XRD và PDF tiêu chuẩn trong cùng một quy trình làm việc có độ lặp lại cao.

Tìm hiểu thêmTải xuống báo cáo ứng dụng

Nguyên lý cơ bản và lợi ích của phân tích PDF bằng tia X

Phân tích hàm phân bố cặp bằng tia X (tán xạ toàn phần) bổ sung cho nhiễu xạ thông thường bằng cách làm sáng tỏ trật tự tầm ngắn và tầm trung.

X-ray PDF tiết lộ điều gì

Hàm phân bố cặp tia X cho thấy các nguyên tử sắp xếp cục bộ như thế nào – chúng cách nhau bao xa và trật tự đó thay đổi ra sao ở tầm ngắn và tầm trung. Từ đó, có thể lý giải vì sao chất xúc tác có hoạt tính, vì sao điện cực pin suy giảm hiệu năng, hoặc vì sao công thức bào chế vô định hình vẫn duy trì độ ổn định. Nhờ đó, bạn có thể xác định cấu trúc ở cấp nguyên tử ngay cả khi không có các đỉnh Bragg sắc nét, từ đó ra quyết định sớm hơn và rút ngắn quá trình thử-sai.

Khi nào nên sử dụng

Sử dụng phương pháp phân tích hàm phân bố cặp bằng tia X khi mối liên hệ giữa cấu trúc và tính chất  được chi phối bởi trật tự cục bộ của vật liệu: vật liệu nano, chất xúc tác, điện cực pin, hợp kim, dược phẩm, thủy tinh và các hệ vật liệu vô định hình hoặc mất trật tự khác. Phương pháp này bổ trợ cho XRD thông thường bằng cách làm sáng tỏ những hiện tượng mà tinh thể học chỉ dựa trên trật tự tầm xa không thể giải thích.

Q, Qmax và độ phân giải

Qmax lớn hơn giúp phân giải các chi tiết trong PDF tốt hơn; tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu cao ở vùng Q lớn giúp kết quả đáng tin cậy hơn. XRDynamic 500 hỗ trợ Mo Kα và Ag Kα để thu nhận dữ liệu trên dải Q rộng mà vẫn duy trì độ phân giải Q cao. Độ phân giải Q cao giúp tách biệt rõ các đặc trưng vẫn hiện diện ở r lớn hơn, cho phép bạn đánh giá kích thước miền và những biến đổi cấu trúc tinh vi.

Cấu hình máy nhiễu xạ tia X trong phòng thí nghiệm cho phân tích PDF

Hệ thống tích hợp nguồn tia X, quang học, đầu dò cùng các tính năng tự động hóa cần thiết, giúp các nhóm thu được dữ liệu tán xạ toàn phần nhất quán cho phân tích PDF trong thời gian đo phù hợp với nhu cầu thực tế.

Nguồn phát và hệ quang học

Chuyển đổi giữa Mo và Ag Kα để cân bằng giữa cường độ và dải Q tối đa có thể đạt được. Mo mang lại cường độ cao, giúp thực hiện các phép quét thường quy hiệu quả; Ag mở rộng Qmax khi cần độ phân giải trong không gian thực cao hơn. Căn chỉnh tự động và hệ quang học mô-đun giúp việc chuyển đổi đơn giản, đồng thời bảo đảm độ lặp lại cao.

Đầu dò giúp rút ngắn thời gian quét

Đầu dò CdTe mang lại hiệu suất lượng tử cao hơn ở dải năng lượng tia X cứng, cải thiện thống kê đếm ở vùng Q cao. Nhờ đó, dữ liệu PDF thu được có chất lượng cao hơn, nhiễu thấp hơn và thời gian quét tổng thể ngắn hơn so với đầu dò Si tiêu chuẩn dùng trong các phép đo thường quy.
 

Nhiễu nền thấp, độ ổn định cao

Đường đi chùm tia được hút chân không giúp giảm tán xạ từ không khí, nhờ đó tín hiệu tán xạ khuếch tán từ mẫu trở nên rõ hơn. Bán kính goniometer lớn cùng các gương hội tụ mang lại độ phân giải Q cao, đồng thời giảm suy hao theo Q, nhờ đó duy trì được các đặc trưng PDF ở vùng r lớn hơn.
 

Tác động đến thời gian và chi phí

Với một số mẫu, chỉ cần quét khoảng một giờ là đã thu được dữ liệu đủ để xây dựng hàm phân bố cặp, sẵn sàng cho khớp mô hình, từ đó hỗ trợ ra quyết định ngay trong ngày. Các phép quét dài hơn và bức xạ Ag Kα vẫn sẵn có cho những trường hợp phức tạp hơn. Việc tích hợp phân tích XRD tiêu chuẩn và PDF trên cùng một nền tảng giúp tránh những bất tiện khi phải đo tại cơ sở bên ngoài, như lên lịch và di chuyển, đồng thời đơn giản hóa đào tạo và bảo trì.

Phân tích PDF tia X cho vật liệu tinh thể và vô định hình

Các kết quả điển hình cho thấy phân tích PDF tia X giúp lựa chọn vật liệu và xác định hướng nghiên cứu với độ tin cậy cao, đồng thời thẩm định phương pháp.

Ví dụ tinh thể (CaF₂): kết quả khớp đáng tin cậy

Dữ liệu hàm phân bố cặp (PDF) của CaF₂ phù hợp tốt với các mô hình cấu trúc chuẩn, với sai số dư thấp và tham số mạng tinh thể ổn định, cho thấy khả năng căn chỉnh chính xác và độ tin cậy thống kê cao. Đối với người ra quyết định, điều này đồng nghĩa với quy trình làm việc ổn định, dễ dự đoán hơn và giảm nhu cầu đo lặp khi mở rộng sang nhiều mẫu hoặc nhiều địa điểm.

Ví dụ về vật liệu vô định hình (thủy tinh SiO₂)

Ngay cả khi không xuất hiện các đỉnh nhiễu xạ sắc nét, PDF vẫn phân giải được các khoảng cách liên kết Si–O, O–O và Si–Si, đồng thời cho thấy các đặc trưng cấu trúc mất dần ở khoảng 9 Å, phù hợp với việc không có trật tự tầm xa. Các nhóm nghiên cứu có thể xác định chỉ trong vài giờ liệu những thay đổi trong quy trình sản xuất có ảnh hưởng đến cấu trúc tầm ngắn hay không, thay vì phải chờ vài tuần.
 

XRDynamic 500: Thực hiện phân tích PDF bằng máy nhiễu xạ tia X ngay trong phòng thí nghiệm

XRDynamic 500 là máy nhiễu xạ tia X dùng trong phòng thí nghiệm, được cấu hình để thu thập dữ liệu tán xạ toàn phần chất lượng cao, lý tưởng cho phân tích hàm phân bố cặp (PDF). Bán kính goniometer lớn, đường đi chùm tia được hút chân không và hệ quang học hội tụ Kα mang lại độ phân giải Q cao; các nguồn tia X Mo và Ag mở rộng Qmax, cho phép phân giải chi tiết tốt hơn trong không gian thực. Đầu dò CdTe duy trì chất lượng thống kê đếm ở vùng Q cao, giúp rút ngắn thời gian thu thập dữ liệu tán xạ toàn phần cần thiết để thu được G(r). 

Tìm hiểu thêm

Quan sát rõ cấu trúc cục bộ và ra quyết định về vật liệu nhanh hơn, giảm rủi ro – chỉ với một thiết bị.

Trao đổi với chuyên gia

Liên hệ