مدل‌سازي و تحليل پراش اشعه x در آرايش‌هاي مربعي و مثلثي

Modeling and analysis of x-ray diffraction in square and triangular arrays

پراش اشعه x نقش موثري در شناسايي بلورها، ويروس‌ها از جمله ويروس آنفولانزا، عوامل ذره‌بيني در علوم زيستي و ... دارد، بنابراين در اين مقاله پراش اشعه x شبيه‌سازي و مورد بررسي و تجزيه و تحليل قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از تابع گرين و با نوشتن برنامه به زبان فرترن انجام شده است. براي شبيه‌سازي، طرح معادل‌سازي ساختار بلور با روزنه‌هاي دايروي پيشنهاد شده و شدت موج پراش يافته از آرايش‌هاي مربعي و مثلثي از روزنه‌ها، مورد بررسي قرار گرفت. در اين روش روزنه‌ها در واقع نقش هسته اتم‌هاي بلور را بازي مي‌كنند و طرح پراش اشعه ايكس با عبور امواج الكترومغناطيسي از اين روزنه‌ها شبيه سازي مي‌شود. بررسي‌ها نشان مي‌دهد كه طرح كلي پراش از تعداد اتم‌هاي بلور مستقل بوده و بنابراين مي‌تواند مانند اثر انگشت براي بررسي انواع شبكه‌هاي بلور به كار رود. همچنين افزايش ابعاد اتم‌ها منجر به افزايش شدت در طرح پراش مي‌شود و افزايش ثابت شبكه نيز باعث كاهش واگرايي و ظهور مرتبه‌هاي بالاتر در طرح پراش مي‌شود.

X-ray diffraction is a very practical and useful method for characterizing crystals, viruses, including influenza viruses, microscopic particles in biological sciences etc. So, X-ray diffraction is simulated and analyzed in the paper. The calculations are performed using the Green's function by written FORTRAN codes. Also, atoms in a crystal are proposed to be the same as circular apertures and diffraction patterns of square and triangular arrays are studied. In this approach the apertures represent the core of the crystal atoms, and the X-ray diffraction pattern is simulated by passing electromagnetic waves from these apertures. The results show that the general diffraction patterns are independent of the number of crystal atoms, so they can be used as a fingerprint to examine a variety of crystal structures. Also, the increase in the atoms sizes (atomic radius) leads to raise the intensity of the diffraction pattern. The increase in the crystal lattice constant reduces divergence and higher order diffraction patterns appear.