셰러 식의 뜻

XRD 피크의 폭 넓어짐으로부터 결정자 크기를 어림하는 식 D = Kλ/(β cosθ). β는 라디안 단위의 반치폭, K는 약 0.9.

일본어 명칭: シェラーの式

‘셰러 식’ 관련 연습 문제는 2개 분야에 2문제가 있습니다(재료 분석(SEM·TEM·XRD·XPS), 나노 재료 등).

이 용어의 분야: 재료 분석(SEM·TEM·XRD·XPS)

셰러 식 연습 문제에 도전

XRD에서 2θ = 38.2°에 나타난 피크의 반치폭(장치에 의한 퍼짐을 제외한 것)이 0.40°였다. 셰러 식 D = Kλ/(β cosθ)에서 K = 0.9, λ = 0.15406 nm라고 하면 결정자 크기에 가장 가까운 것은 무엇인가?

  1. A약 0.37 nm
  2. B약 25 nm
  3. C약 21 nm
정답과 해설 보기

정답: C. 약 21 nm

반치폭은 라디안으로 바꾸어 β = 0.40 × π/180 ≈ 6.98×10⁻³ rad로 하고, θ에는 2θ의 절반인 19.1°(cosθ ≈ 0.945)를 사용합니다. D = 0.9 × 0.15406/(6.98×10⁻³ × 0.945) ≈ 21 nm입니다. 약 0.37 nm는 β를 도 단위 그대로 0.40으로 대입한 오류, 약 25 nm는 θ 대신 2θ의 코사인 cos38.2°를 사용한 오류입니다. 셰러 식으로 구해지는 것은 결정립 자체가 아니라 함께 회절하는 결정자의 크기입니다. 불균일한 변형도 피크를 넓히므로, 엄밀하게는 윌리엄슨-홀 법 등으로 둘을 분리합니다. 결정자가 커지면 퍼짐이 너무 작아 정밀하게 구할 수 없게 됩니다.

해설 속의 ‘셰러 식’

‘셰러 식’ 관련 문제(2문제)

  1. XRD에서 2θ = 38.2°에 나타난 피크의 반치폭(장치에 의한 퍼짐을 제외한 것)이 0.40°였다. 셰러 식 D = Kλ/(β cosθ)에서 K = 0.9, λ = 0.15406 nm라고 하면 결정자 크기에 가장 가까운 것은 무엇인가?
  2. 분말의 비표면적을 측정하는 BET법의 원리로 옳은 것은 무엇인가?

관련 용어

XRD(X선 회절) 비표면적 BET법 브래그 법칙 소멸 규칙 EDS(에너지 분산형 X선 분광법) SEM(주사 전자 현미경) SIMS(2차 이온 질량분석법) XPS(X선 광전자 분광법)

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