Rietveld, H.M. (1963), PhD Thesis, University of Western Australia

Rietveld, H.M. (1966), Acta Crystallogr., 21, A228

Rietveld, H.M. (1967), Acta Crystallogr., 22, 151-2

Rietveld, H.M. (1969), J. Appl. Crystallogr., 2, 65-71

Malmros, G. and Thomas, J.O. (1977), J. Appl. Crystallogr., 10, 7-11

Young, R.A. Mackie, P.E. and Von Dreele, R.B. (1977), J. Appl. Crystallogr., 10, 262-9

Khattak, C.P. and Cox, D.E. (1977), J. Appl. Crystallogr.,10, 405-11

O método de refinamento de estrutura chamado Rietveld (mais conhecido como Método Rietveld) é o método desenvolvido por Hugo Rietveld e utilizado mundialmente na caracterização de materiais cristalinos na forma de pó. Os padrões de difração de nêutrons e raios-x são constituídos por reflexões (picos de difração) que se encontram em posições angulares 2. A altura, largura e as posições dessas reflexões podem ser usados para determinar de forma precisa a estrutura do material. O método de Rietveld faz uso do método matemático de mínimos quadrados para refinar os perfis teóricos dos picos de difração até que esses perfis apresentem muito próximos dos perfis medidos. A introdução desta técnica no meio científico foi um importante avanço na análise de padrões de difração de amostras que, ao contrário de outras técnicas naquele tempo, era capaz de lidar de forma confiável com a forte sobreposição de reflexões. O método foi relatado pela primeira vez para a difração de nêutrons (radiação monocromática) onde a posição das reflexões se encontram em termos do ângulo de Bragg 2θ.

Os materiais são essenciais para a nossa sociedade tecnológica: os semicondutores da indústria eletrônica, zeólitos utilizados como catalisadores na indústria petroquímica, cerâmica em medicina e engenharia, e, possivelmente, no futuro, os supercondutores de alta temperatura em engenharia elétrica …

A fim de compreender as propriedades desses materiais e para melhorá-los, a estrutura atômica tem que ser conhecido. Uma maneira eficaz de fazer isso é por meio de técnicas de difração de nêutrons usando de reatores nucleares e aceleradores de partículas ou raios-X (de tubos de raios-X e de luz síncrotron).

A técnica de difração em monocristais, utilizando cristais relativamente grandes do material, apresenta um conjunto de dados de picos de difração não sobrepostos a partir do qual a estrutura pode ser obtida.

No entanto, a maioria dos materiais de interesse tecnológico não pode ser crescido em grandes cristais, assim é necessário recorrer à técnica de difração em amostras na forma de pó, ou seja, usando o material na forma de cristalitos muito pequenas. O inconveniente deste método do pó convencional é que os picos de difração se sobrepõem, impedindo uma adequada determinação da estrutura.

http://home.wxs.nl/~rietv025/

http://en.wikipedia.org/wiki/Rietveld_refinement

A radiação x surge quando a matéria é irradiada com um feixe de partícula carregada de alta energia ou fótons. Quando o elemento alvo, ânodo de cobre, é bombardeado por elétrons de alta energia o espectro chamado do contínuo é obtido como mostra a Fig. 1. A figura mostra o espectro quando o tubo de raios-X é operado a 8,5, 25 e 50kV, respectivamente. A banda larga do espectro é a radiação do contínuo (chamada de bremsstrahlung ou radiação branca) produzido pela desaceleração pelos elétrons do átomo alvo, uma carga desacelerada emite energia. O menor comprimento de onda da radiação do espectro contínuo tem uma relação com o máximo de potencial de aceleração do elétron V.

λmin(Å)=hc/V=12,398/V

onde h é a constante de Planck e c é a velocidade da luz.

O espectro característico

Quando a voltagem de um tubo de raios-X aumenta para a um certo valor crítico, característico de um alvo metálico, pico intenso e bem estreito aparece a certos comprimentos de onda sobreposto ao espectro contínuo. Desde que esses picos sejam estreitos e desde que os comprimentos de onda são característico do metal alvo, eles são chamados de linhas ou radiação característica. A produção de radiação característica é baseada na interação entre o elétron do átomo e a partícula incidente. A partícula incidente pode ser fótons de raios-X, raios gama ou prótons. Se a energia da partícula for maior que a energia do elétron, ligado ao núcleo, este pode ser removido da sua posição original deixando o átomo no estado chamado ionizado. Esses elétrons, chamado de fóton-elétron, sairá do átomo com energia igual a E-ϕ, i.e., igual a diferença de energia E da partícula incidente e a energia de ligação ϕ do elétron. A Fig. 2 mostra o fóton-elétron ejetado saindo do átomo com uma energia igual a E-ϕK. Neste processo é criada uma vacância no nível K que pode ser preenchida por um elétron que se encontra num orbital mais externo, p.ex. do nível L. Nessa transferência de elétron de nível produzirá fóton de raios-X com energia E_raios-X igual a ϕK-ϕL.

Extraido dos Livros

• Ron Jenkins and Robert L. Snyder, Introduction Powder Diffractometry, Volume 138 in Chemical Analysis, John Wiley & Sons, Inc. (1996)
• Leonid V. Azároff, ”Elements of X-ray crystallography”, McGraw-Hill Book Company (1968)