Οι τεχνικές σκέδασης ακτίνων Χ είναι μια οικογένεια μη καταστροφικών αναλυτικών τεχνικών που αποκαλύπτουν πληροφορίες σχετικά με την κρυσταλλογραφική δομή, τη χημική σύνθεση και τις φυσικές ιδιότητες των υλικών και των λεπτών υμενίων. Αυτές οι τεχνικές βασίζονται στην παρατήρηση της σκεδαζόμενης έντασης μιας δέσμης ακτίνων Χ που χτυπά ένα δείγμα ως συνάρτηση της προσπίπτουσας και της σκεδαζόμενης γωνίας, της πόλωσης και του μήκους κύματος ή ενέργειας.

Η περίθλαση ακτίνων Χ αποδίδει την ατομική δομή των υλικών και βασίζεται στην ελαστική σκέδαση των ακτίνων Χ από τα νέφη ηλεκτρονίων των μεμονωμένων ατόμων στο σύστημα. Η πιο ολοκληρωμένη περιγραφή της σκέδασης από κρυστάλλους δίνεται από τη δυναμική θεωρία της περίθλασης.

Η περίθλαση ακτίνων Χ μονοκρυστάλλου είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για την επίλυση της πλήρους δομής των κρυσταλλικών υλικών, που κυμαίνεται από απλά ανόργανα στερεά έως σύνθετα μακρομόρια, όπως οι πρωτεΐνες.

Η περίθλαση σκόνης (XRD) είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό της κρυσταλλογραφικής δομής, του μεγέθους κρυσταλλίτη (μέγεθος κόκκων) και του προτιμώμενου προσανατολισμού σε δείγματα πολυκρυσταλλικών ή κονιοποιημένων στερεών. Η περίθλαση σκόνης χρησιμοποιείται συνήθως για την αναγνώριση άγνωστων ουσιών, συγκρίνοντας δεδομένα περίθλασης με μια βάση δεδομένων που διατηρείται από το Διεθνές Κέντρο Δεδομένων Περίθλασης. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον χαρακτηρισμό ετερογενών στερεών μιγμάτων για τον προσδιορισμό της σχετικής αφθονίας κρυσταλλικών ενώσεων και, όταν συνδυάζεται με τεχνικές βελτίωσης πλέγματος, όπως η βελτίωση Rietveld, μπορεί να παρέχει δομικές πληροφορίες για άγνωστα υλικά. Η περίθλαση σκόνης είναι επίσης μια κοινή μέθοδος για τον προσδιορισμό των παραμορφώσεων σε κρυσταλλικά υλικά. Ένα επίδραση των πεπερασμένων μεγεθών κρυσταλλίτη θεωρείται ως διεύρυνση των κορυφών σε μια περίθλαση ακτίνων Χ, όπως εξηγείται από την Εξίσωση Scherrer.

Η περίθλαση λεπτής μεμβράνης και η περίθλαση ακτίνων Χ λόγω πρόσκρουσης λόγω γδαρσίματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον χαρακτηρισμό της κρυσταλλογραφικής δομής και του προτιμώμενου προσανατολισμού των λεπτών υμενίων που αγκυρώνονται στο υπόστρωμα.

Η περίθλαση ακτίνων Χ υψηλής ανάλυσης χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό του πάχους, της κρυσταλλογραφικής δομής και της παραμόρφωσης σε λεπτές επιταξιακές μεμβράνες. Χρησιμοποιεί οπτικά παράλληλης δέσμης.

Η ανάλυση σχήματος πόλων ακτίνων Χ επιτρέπει την ανάλυση και τον προσδιορισμό της κατανομής των κρυσταλλικών προσανατολισμών μέσα σε ένα δείγμα κρυσταλλικής λεπτής μεμβράνης.

Η ανάλυση καμπύλης ταλάντωσης ακτίνων Χ χρησιμοποιείται για την ποσοτικοποίηση του μεγέθους των κόκκων και της διασποράς του μωσαϊκού σε κρυσταλλικά υλικά.

Η περίθλαση λεπτής μεμβράνης και η περίθλαση ακτίνων Χ λόγω πρόσκρουσης λόγω γδαρσίματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον χαρακτηρισμό της κρυσταλλογραφικής δομής και του προτιμώμενου προσανατολισμού των λεπτών υμενίων που αγκυρώνονται στο υπόστρωμα.

Η περίθλαση ακτίνων Χ υψηλής ανάλυσης χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό του πάχους, της κρυσταλλογραφικής δομής και της παραμόρφωσης σε λεπτές επιταξιακές μεμβράνες. Χρησιμοποιεί οπτικά παράλληλης δέσμης.

Η ανάλυση σχήματος πόλων ακτίνων Χ επιτρέπει την ανάλυση και τον προσδιορισμό της κατανομής των κρυσταλλικών προσανατολισμών μέσα σε ένα δείγμα κρυσταλλικής λεπτής μεμβράνης.

Η ανάλυση καμπύλης ταλάντωσης ακτίνων Χ χρησιμοποιείται για την ποσοτικοποίηση του μεγέθους των κόκκων και της διασποράς του μωσαϊκού σε κρυσταλλικά υλικά.

nλ = 2dsinθ