Refinamento Rietveld e análise quantitativa de fases: guia e ensaios usando o Programa FullProf

O tratamento de dados e análise de estruturas mono e policristalinas a partir da técnica de difração de raios X, nas últimas décadas, vem atraindo interesse considerável e cada vez maior após o final dos anos 60, sobretudo na percepção do potencial que a técnica demonstrava no decorrer do desenvolvimento de metodologias que ao passar do tempo demonstrava sinais em extrapolar a simples indexação das estruturas cristalinas. Com o desenvolvimento de processadores eficientes e a popularização o computador pessoal, o ajuste de perfil e a decomposição do padrão de difração proporcionou ao pesquisador de bancada a possibilidade de associar os métodos de refinamento a uma ampla gama de aplicações, especialmente métodos via ab intio de forma mais cômoda. O método de refinamento de perfil completo em difração em pó ou método de Rietveld é uma técnica robusta desenvolvida por Hugo M. Rietveld que trouxe avanço no campo da química moderna, nos materiais e nas ciências estruturais, uma vez que utiliza o perfil completo de difração ao invés de reflexões individuais. Inicialmente o método se aplicava a dados de difração de nêutrons, sendo que o avanço das técnicas de difração em pó favoreceu não apenas implementação do método em refinamentos de estrutura com dados de difração de raios X mas também a quantificação e fases cristalinas e teor total de amorfo presente na amostra investigada. De certo, dificilmente há em algum campo da cristalografia onde os dados de difração não tenham sido testados via método de Rietveld, ou de padrão integral para a indexação da fase ou mesmo análise quantitativa de fases. No geral, o método se baseia no ajuste do perfil teórico de uma fase padrão obtida em bases de dados, literatura ou proposta teórica, ao um difratograma obtido experimentalmente no laboratório. O formalismo que o método de Rietveld oferece uma maneira de contornar o problema da sobreposição sistemática dos picos de difração ocasionada pela perca importante de informações ao tentar interpretar as contribuições de uma estrutura em um plano unidimensional. O método de Rietveld se baseia no método de mínimos quadrados, os quais são uma ferramenta estatística que tem em vista obter a convergência através do melhor ajuste, para um conjunto de pontos dados. Os temas abordados nesse guia prático, apesar de serem breves, tem a finalidade em orientar o grupo de pesquisa e demais colegas pesquisadores na caracterização de semicondutores fotocatalíticos, dentre outras estruturas cristalinas de interesse.