intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Vật lí chất rắn - Chương 1: Cấu trúc tinh thể của vật rắn (Phần 2)

Chia sẻ: Bạch Nhược Đông | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST
Báo xấu
40
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật lí chất rắn - Chương 1: Cấu trúc tinh thể của vật rắn (Phần 2) cung cấp cho học viên những kiến thức về nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn; mạng đảo, các định lí mạng đảo; vùng Brillouin;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lí chất rắn - Chương 1: Cấu trúc tinh thể của vật rắn (Phần 2)

  1. VẬT LÍ CHẤT RẮN Phạm Đỗ Chung Bộ môn Vật lí chất rắn – Điện tử Khoa Vật lí, ĐH Sư Phạm Hà Nội 136 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020
  2. Chương 1 Cấu trúc tinh thể của vật rắn • Cấu trúc tinh thể của vật rắn (Crystallography) 1. Mạng không gian, ô sơ cấp 2. 7 hệ tinh thể 3. Các yếu tố đối xứng trong mạng không gian 4. 14 ô mạng Bravais 5. Ô đơn vị (vs ô sơ cấp) 6. Chỉ số Miller của đường thẳng, mặt phẳng mạng 7. Một số cấu trúc tinh thể đơn giản 8. Nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn 9. Mạng đảo, các định lí mạng đảo 10. Vùng Brillouin 11. Các loại liên kết trong chất rắn PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 2
  3. Làm thế nào để nhìn thấy cấu trúc tinh thể? • SEM, TEM, AFM • Nhiễu xạ PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 3
  4. Nhiễu xạ Laue 1912 1914 Nobel prize Max von Laue (1879-1960) Lattice spacing Typically 10-10m=1Å o l »1A PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 4
  5. Nhiễu xạ ! = 2$sin( Nhiễu xạ của photon (X ray); electrons, neutrons PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 5
  6. Nhiễu xạ Nhiễu xạ tia X Nhiễu xạ Electron Nhiễu xạ Neutron 10keV-50keV Tương tác mạnh Neutron có Đi sâu vào bên với vật chất. moment từ nên trong vật liệu Tán xạ bởi các tương tác với Tán xạ bởi các lớp lớp vỏ electron electron. vỏ electron (kích (kích thước lớn) Nghiên cứu tinh thước lớn) Không đi sâu vào thể có từ tính Nghiên cứu cấu vật liệu. Vật liệu phi từ: trúc tinh thể 3D Phù hợp nghiên neutron tương tác cứu màng mỏng với hạt nhân nguyên tử ở nút mạng. PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 6
  7. 8. Nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn Điều kiện cho cực Cường độ phổ theo Hệ số cấu trúc đại nhiễu xạ phương (hkl) P $⃗ "⃗ − $⃗ "% "⃗ B Nguồn X-ray PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 7
  8. &'( (* + ,.)0&12 ⃗ Sóng tới tại điểm P !" = !$ % P 7⃗ 3 8⃗ − 7⃗ 3$ 8: 8⃗ B Nguồn X-ray Sóng tán xạ đi tới B &'(*⃗0.) ⃗ !4 ∝ !" 6 7⃗ % &'( (* + ,.)0&12 ⃗ ⃗ .) &'(*0 ⃗ Mật độ electron tại P !4 ∝ !$ % 6 7⃗ % &('( * + ,' *⃗012) ⃗ = !$ % 6 7⃗ % 0&('0'().) ⃗ Cường độ tán xạ tổng cộng: !4 ∝ ; 6 7⃗ % 0&('0'().) < 7⃗ PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 8
  9. 8. Nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn Trong thực tế chúng ta chỉ đo cường độ của tia tán xạ (I) + I(&) ⃗ ∝ )* + ∝ , ! #⃗ - ./01⃗ 2#⃗ Với &=3 ⃗ − 35 là vector tán xạ Cường độ của tia tán xạ (I) phụ thuộc vào 2 yếu tố: (1) phương tán xạ &⃗ và (2) sự phân bố của vật chất trong tinh thể ! #⃗ Vì ! #⃗ là hàm tuần hoàn theo #⃗ nên có thể phân tích thành chuỗi Fourier PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 9
  10. 8. Nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn Biến đổi Fourier Fourier Transform: https://youtu.be/spUNpyF58BY?t=28 PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 10
  11. 8. Nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn ( &⃗ )⃗ ! #⃗ = % !&⃗ ' &⃗ Lưu ý: ! #⃗ tuần hoàn theo #, ⃗ ta có: *+ = ,- .⃗- + ,0 .⃗0 +,1 .⃗1 ρ #⃗ + *⃗+ = ρ(#⃗) ⃗ + = 278 5* Mạng đảo PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 11
  12. 8. Nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn Điều kiện cực đại nhiễu xạ 0 I($) ⃗ ∝ ' ( )⃗ * ⃗ +,- .) / )⃗ ( )⃗ = 2 (3⃗ * ,3⃗ .⃗ 3⃗ 0 ⃗ ,(3+-) .⃗ ⃗ ∝ 2 (3⃗ ' * I($) /)⃗ 4 ⃗ ,(3+-) .⃗ ⃗ V khi 9⃗ = $⃗ '* / )⃗ = V. 8 9 − $⃗ = ; ~0 khi 9⃗ ≠ $⃗ 5 PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 12
  13. 8. Nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn Điều kiện nhiễu xạ cực đại (Điều kiện Laue): "⃗ = G + I("⃗ = G) ∝ )*⃗ , + "⃗ = -⃗ = 2/0 sin4 Hình cầu Ewalds Fig 8, p33, C. Kittel, Introduction to Solid state physics, 8th PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 13
  14. 8. Nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn k "⃗ = $⃗ &' "⃗ = $⃗ = 2&' sin+ 2- 2 = 23456 sin+ $⃗ = = 2&' sin+ Phương trình Bragg d/01 PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 14
  15. 8. Nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn (110) (200) (211) z z z c c c y y y a b a b a b x x x !-Fe a =? "#$%& = 0.1542 nm PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 15
  16. 8. Nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn • Điều kiện nhiễu xạ của một số mạng cơ bản: Np Nb F = å e2 p ig×rn å fm e2p ig×rm = FBR FBA n =1 m =1 Điều kiện để có đỉnh nhiễu xạ của một vài cấu trúc Centering type Missing Reflections Possible Reflections Bravais Term FBR for (FBR = 0) (FBR ° 0) possible reflections P (primitive) None All 1 I (body-centered) (h + k + l) odd (h + k + l) even 2 A (base-centered on A (k + l) odd (k + l) even 2 face) B (base-centered on B (h + l) odd (h + l) even 2 face) C (base-centered on C (h + k) odd (h + k) even 2 face) F (face-centered) hkl mixed hkl unmixed 4 PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 16
  17. 8. Nhiễu xạ trên cấu trúc tuần hoàn Khoảng cách giữa các họ mặt phẳng cơ bản PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 17
  18. 9. Mạng đảo, các định lí mạng đảo ØTrong vật lí chất rắn, khi xét các bài toán liên quan đến dao động hay cấu trúc năng lượng, để thuận tiện người ta sử dụng một mạng không gian của các vectơ sóng, đó là mạng đảo. ØMạng đảo được xây dựng từ mạng thuận và có mối liên hệ chặt chẽ với mạng thuận PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 18
  19. 9. Mạng đảo, các định lí mạng đảo • Từ điều kiện ⃗ . = 201 "- • Ta xây dựng mạng đảo với các vector cơ sở "⃗ = ℎ%& + (%) +lb, PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 19
  20. 9. Mạng đảo, các định lí mạng đảo • Tính trực giao: 2π khi i = 0 !" #$ = 2'()* = + 0 khi i ≠ 0 • Vector mạng đảo có thứ nguyên nghịch đảo của chiều dài (cm-1) • Thể tích của mạng đảo: (48): V’=#3 #4 ∧ #6 = ; PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2