Zakład Fizyki Ciała Stałego Instytutu Fizyki wzbogacił się ostatnio o nowy, światowej klasy przyrząd - rentgenowski dyfraktometr typu D 5000, produkcji Siemens AG. Urządzenie zakupione zostało ze środków przyznanych przez Fundację na Rzecz Nauki Polskiej z siedzibą w Warszawie. Dodatkowe wyposażenie w postaci oryginalnych programów komputerowych sfinansowane zostało przez JM Rektora Uniwersytetu Śląskiego (w ramach konkursu KJM). Sam dyfraktometr wart jest ok. 2 mld zł a programy do niego kosztowały 130 mln zł.

Dyfraktometr D 5000 służy do badań struktury krystalicznej ciał stałych w postaci polikrystalicznej. Precyzyjnie wykonany goniometr - serce przyrządu - pozwala na wyznaczenie położeń linii dyfrakcyjnych z dokładnością do 0,005 deg w zakresie kątów od -100' do 165°. Zastosowany generator promieni X daje moc na lampie rentgenowskiej do 3 kW i stabilizację wiązki wyjściowej do 0,02%.

Z przyrządem współpracuje komputer SICOMP PC 32-05, który steruje pracą dyfraktometru: ustala warunki pracy, rejestruje oraz wprowadza do pamięci uzyskane dane eksperymentalne. Przy pomocy programu BASE DIFFRAC można też uzyskany dyfraktogram poddać takim obróbkom jak odcięcie tła, usunięcie linii Ka2 czy znalezienie i zaznaczenie poszczególnych pików. Wszystkie te operacje są wyświetlane na monitorze, co znacznie ułatwia pracę. Otrzymane wyniki są zapamiętywane i można dla nich przeprowadzić dalsze obliczenia takie jak analiza jakościowa czy profilowanie linii dyfrakcyjnych.

Analiza jakościowa faz czystych i mieszanych dokonywana jest przy pomocy programu SEARCHIMATCH: dane pomiarowe porównywane są z danymi standardowymi z JCPDS, który zawiera diagramy dla ponad 55000 związków organicznych, nieorganicznych i minerałów. Program przeprowadza całkowitą identyfikację fazową w przeciągu kilku minut, znacznie minimalizując interwencji użytkownika.

Profilowanie linii dyfrakcyjnych dokonywane jest przy pomocy funkcji Pearson typ VII. Program umożliwia wyodrębnienie nakładających się na siebie linii i wyznaczenie takich parametrów jak położenie, natężenie i szerokość połówkowa i asymetria linii.

Wielkości te służą do określenia parametrów sieciowych, rozmiaru krystalitów czy mikro-naprężeń badanych substancji.

D 5000 jest jednym z niewielu tego typu przyrządów na Śląsku. Jego zaletą jest szybkość przeprowadzania eksperymentu i uzyskania wartościowych i dokładnych informacji o badanym materiale. Jest cennym narzędziem w rykach fizyków, chemików, mineralogów, biologów czy metalurgów. Może oddać nieocenione usługi przy badaniach zanieczyszczeń środowiska.

Wszystkich zainteresowanych serdecznie zapraszamy do współpracy. Instytut Fizyki, Zakład Fizyki Ciała Stałego, ul. Uniwersytecka 4, Katowice.