Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (X-Ray Diffraction-XRD) là một phương pháp hiệu quả dùng để xác định các đặc trưng của vật liệu: pha (kiểu và lượng pha cĩ mặt trong mẫu), ơ mạng cơ sở, cấu trúc tinh thể, kích thước hạt. Tinh thể bao gồm một cấu trúc trật tự theo ba chiều với tính tuần hồn đặc trưng dọc theo trục tinh thể học. Khoảng cách giữa các nguyên tử hay ion trong tinh thể chỉ vài Å, xấp xỉ bước sĩng của tia X. Khi chiếu một chùm tia X vào mạng tinh thể sẽ cĩ hiện tượng nhiễu xạ.
Sự nhiễu xạ thoả mãn phương trình sau: 2d.sin = n.λ
Trong đĩ: d: là khoảng cách giữa hai mặt phẳng tinh thể song song : là gĩc giữa chùm tia X và mặt phẳng phản xạ
λ: là bước sĩng của tia X
n : là bậc phản xạ ( n = 1, 2, 3,…)
Phương trình 2d.sin = n.λ: được gọi là phương trình Bragg. Phương trình này mơ tả điều kiện nhiễu xạ và được xem là phương trình cơ bản trong nghiên cứu cấu trúc bằng tia X.
Tùy vào mẫu nghiên cứu ở dạng bột tinh thể hay đơn tinh thể mà phương pháp nhiễu xạ Rơnghen được gọi là phương pháp bột hay phương pháp đơn tinh thể.
Vì mẫu bột gồm vơ số tinh thể cĩ hướng bất kì nên trong mẫu luơn cĩ những mặt (hkl), với d tương ứng nằm ở vị trí thích hợp tạo với chùm tia tới gĩc thoả mãn phương trình Bragg. Do đĩ mà ta luơn quan sát được hiện tượng nhiễu xạ.
Kích thước tinh thể trung bình (nm) của oxit được tính theo phương trình Scherrer:
r=0,89.λ
βcosθ
Trong đĩ: r là kích thước tinh thể trung bình (nm). là bước sĩng của anot Cu (0,154056 nm).
là độ rộng của pic ứng với nửa chiều cao của pic cực đại (FWHM) tính theo radian.
là gĩc nhiễu xạ Bragg ứng với pic cực đại (độ).
Trong luận văn này sự thay đổi về cấu trúc được khảo sát trên máy nhiễu xạ tia X tại Khoa Khoa học và Kĩ thuật Vật liệu, Đại học Giao thơng Quốc gia Đài Loan.