Mỗi phổ XRD sẽ là sự phụ thuộc của cường độ nhiễu xạ vào 2 lần góc nhiễu xạ có dạng đặc trưng theo các đỉnh phổ. Trong bài viết này, phổ XRD được mô phỏng, phân tích và xử lý bằng phần mềm Python. Phổ XRD thu được từ thực nghiệm gồm nhiều đỉnh phức tạp được xử lý và xác định các đỉnh đặc trưng cho tinh thể. Kết quả cho thấy bột ớt có một đỉnh chính nằm ở góc nhiễu xạ khoảng 22,010 chứng tỏ bên trong bột ớt có chứa khoáng chất silicat cần xác định. Các số liệu mô phỏng và thực nghiệm bước đầu sẽ được xử lý tiếp cận với máy học để đánh giá kết quả thu được.

Nhiễu xạ tia X (XRD) là hiện tượng các chùm tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể của chất rắn do tính tuần hoàn của cấu trúc tinh thể tạo nên các cực đại và cực tiểu nhiễu xạ. Tập hợp các phản xạ hay các tán xạ đàn hồi từ một họ mặt phẳng nguyên tử song song trong tinh thể đảm bảo điều kiện giao thoa tăng cường sẽ thu được các chùm tia X nhiễu xạ theo các hướng xác định, đặc trưng cho tinh thể. Các tia nhiễu xạ này có thể được ghi lại dưới dạng ảnh nhiễu trên phim hoặc được vẽ thành giản đồ nhiễu xạ. Hiện tượng XRD được giải thích bởi Wiliam Henry Bragg và Wiliam Lawrence Bragg (hai nhà vật lý người Anh, giải thưởng Nobel vật lý năm 1915).

Phương pháp nhiễu xạ tia X thường được dùng để phân tích mẫu với lượng rất nhỏ mà không cần phải phá hủy mẫu, thời gian phân tích rất nhanh. Phân tích lớp màng mỏng trên bề mặt vật liệu ở góc quét hẹp, phân tích vật liệu mới, xác định cấu trúc tinh thể, tối ưu hóa các hằng số mạng tinh thể bằng thuật toán lý thuyết, tính toán kích thước và sức căng của mạng tinh thể, theo dõi phản ứng tổng hợp hóa chất rắn (Alderton, 2021).

Nghiên cứu xác định thực phẩm đã chiếu xạ bằng phương pháp nhiệt phát quang cho thấy mẫu vật liệu cần có các khoáng chất silicat có thể tách được. Việc xác định sự có mặt của silicat trong mẫu có thể được xác định bằng phương pháp nhiễu XRD. Số liệu thu được từ thiết bị XRD là các thông số về góc nhiễu xạ và cường độ. Phổ XRD thu được chứa thông tin của các đỉnh phổ và trong đó có đỉnh phổ của khoáng silicat cần xác định. Tuy nhiên, các mẫu vật liệu thường không tinh khiết và chứa rất nhiều tạp chất trong nó. Khi đó, phổ XRD thu được sẽ có rất nhiều cường độ đỉnh theo góc nhiễu xạ chồng chập nhau. Với việc xử lý phổ thông thường, phổ XRD không hiển thị rõ ràng các đỉnh có cường độ đặc trưng cho tinh thể. Do đó, với phần mềm Python, việc xử lý phân tích phổ XRD mang lại nhiều kết quả khả quan hơn. Các đỉnh chồng chập được phân tách và xử lý loại bỏ để giữ lại các đỉnh phù hợp. Trong nghiên cứu này, việc phân tích, xử lý và mô phỏng phổ XRD được thực hiện nhằm xác định sự có mặt của khoáng chất trong mẫu.

nqhuy