La diferencia clave entre la difracción de electrones y neutrones es que los electrones son dispersados por electrones atómicos, mientras que los neutrones son dispersados por núcleos atómicos.
La difracción de electrones es la naturaleza ondulatoria de los electrones. La difracción de neutrones es el fenómeno de la dispersión elástica de neutrones. Por lo general, la difracción de electrones describe la naturaleza ondulatoria, mientras que la difracción de neutrones describe la estructura atómica y/o magnética de un material.
¿Qué es la difracción de electrones?
La difracción de electrones es la naturaleza ondulatoria de los electrones. En la práctica, es la técnica que se utiliza para estudiar la materia disparando electrones a una muestra y observando el patrón de interferencia resultante. Comúnmente llamamos a este fenómeno la dualidad onda-partícula. Establece que cierta partícula de materia se comporta como una onda. Por lo tanto, un electrón puede considerarse como una onda similar al sonido o al agua. La técnica de difracción de electrones es similar a las técnicas de difracción de rayos X y difracción de neutrones.
Con mayor frecuencia, la difracción de electrones es útil en la física y la química del estado sólido para comprender la estructura cristalina de los sólidos. Por lo general, podemos realizar este tipo de experimentos en un microscopio electrónico de transmisión (TEM) o en un microscopio electrónico de barrido (SEM). Estos instrumentos utilizan electrones que son acelerados por un potencial electrostático para obtener la energía deseada y determinar la longitud de onda antes de la interacción con la muestra deseada.
Figura 01: Patrón típico de difracción de electrones
Aunque esta técnica es principalmente útil en el estudio de cristales periódicamente perfectos, como la cristalografía electrónica, también es útil en el estudio del orden de corto alcance de los sólidos amorfos, el orden de corto alcance de las imperfecciones, incluidas las vacantes, la geometría de las moléculas gaseosas, etc.
¿Qué es la difracción de neutrones?
La difracción de neutrones es el fenómeno de la dispersión elástica de neutrones. Es la aplicación de la dispersión de neutrones para determinar la estructura atómica y/o magnética de un material. Necesitamos colocar la muestra a examinar en un haz de neutrones térmicos o fríos. Entonces podemos obtener un patrón de difracción que puede proporcionar información sobre la estructura del material.
Figura 02: Difracción de neutrones útil en estimulaciones moleculares
El método de difracción de neutrones es similar a la difracción de rayos X. Sin embargo, debido a las diferentes propiedades de dispersión, los neutrones y los rayos X tienden a brindar información complementaria; por ejemplo, los rayos X son adecuados para el análisis superficial, los rayos X fuertes de la radiación de sincrotrón son adecuados para profundidades poco profundas o muestras delgadas, etc.
Típicamente, la técnica de difracción de neutrones requiere una fuente de neutrones producidos en un reactor nuclear o fuente de espalación. Si usamos un reactor de investigación, necesitamos otros componentes como un monocromador de cristal, filtros para seleccionar la longitud de onda de neutrones requerida, etc.
Diferencia entre la difracción de electrones y neutrones
La difracción de electrones y neutrones son técnicas analíticas importantes. La diferencia clave entre la difracción de electrones y neutrones es que los electrones son dispersados por electrones atómicos, mientras que los neutrones son dispersados por núcleos atómicos. Además, la difracción de electrones es la naturaleza ondulatoria de los electrones. La difracción de neutrones es el fenómeno de la dispersión elástica de neutrones. Normalmente, la difracción de electrones describe la naturaleza ondulatoria, mientras que la difracción de neutrones describe la estructura atómica y/o magnética de un material.
A continuación se muestra un resumen de la diferencia entre la difracción de electrones y neutrones en forma tabular para una comparación lado a lado.
Resumen: difracción de electrones frente a neutrones
La difracción de electrones es la naturaleza ondulatoria de los electrones. La difracción de neutrones es el fenómeno de la dispersión elástica de neutrones. La diferencia clave entre la difracción de electrones y neutrones es que los electrones son dispersados por electrones atómicos, mientras que los neutrones son dispersados por núcleos atómicos. Normalmente, la difracción de electrones describe la naturaleza ondulatoria, mientras que la difracción de neutrones describe la estructura atómica y/o magnética de un material.
