ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Công Toản
CÁC THAM SỐ NHIỆT ĐỘNG TRONG XAFS
CỦA CÁC VẬT LIỆU PHA TẠP CHẤT VÀ LÝ THUYẾT
NHIỆT ĐỘNG MẠNG VỀ NHIỆT ĐỘ NÓNG CHẢY
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
Hà Nội - 2018
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Công Toản
CÁC THAM SỐ NHIỆT ĐỘNG TRONG XAFS
CỦA CÁC VẬT LIỆU PHA TẠP CHẤT VÀ LÝ THUYẾT
NHIỆT ĐỘNG MẠNG VỀ NHIỆT ĐỘ NÓNG CHẢY
Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và Vật lý toán
Mã số: 62 44 01 03
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
GS.TSKH. NGUYỄN VĂN HÙNG
Hà Nội - 2018
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu
và kết quả trích dẫn trong luận án là trung thực, đã được các đồng tác giả cho
phép sử dụng và chưa từng được các tác giả khác công bố trong bất kỳ công
trình nào.
Hà nội, ngày 06 tháng 03 năm 2018
Nghiên cứu sinh
Nguyễn Công Toản
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Giáo sư, Tiến sĩ
khoa học, Nhà giáo ưu tú Nguyễn Văn Hùng, người thầy đã tận tình giúp đỡ
và chỉ bảo tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo khoa Vật lý, trường Đại học Khoa học
Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô giáo Bộ môn Vật
lý Lý thuyết đã dạy dỗ, cung cấp những kiến thức quý báu và tạo mọi điều
kiện thuận lợi để tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Khoa học Tự nhiên,
phòng Sau Đại học trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Ban giám hiệu
Trường THPT chuyên KHTN, đã tạo điều kiện cho tôi trong học tập, nghiên
cứu và hoàn thành luận án này.
Tôi xin cảm ơn các đồng tác giả trong các bài báo khoa học đã công bố,
đã cộng tác với tôi trong nghiên cứu và cho phép tôi sử dụng các kết quả
nghiên cứu cho luận án này.
Cuối cùng, tôi chân thành cảm ơn những bạn bè thân thiết, những đồng
nghiệp thân quý, những người trong gia đình thân yêu đã đồng hành với tôi,
động viên, giúp đỡ và ủng hộ tôi, chia sẻ với tôi những khó khăn và tạo những
điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án này.
Hà nội, ngày 06 tháng 03 năm 2018
Nghiên cứu sinh
Nguyễn Công Toản
1
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC ........................................................................................................................... 1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ TỪ TIẾNG ANH ............................................ 3
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ...................................................................................... 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ........................................................................... 5
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 9
Chương 1. XAFS PHI ĐIỀU HÒA VÀ PHÉP KHAI TRIỂN CUMULANT .............. 15
1.1. XAFS - hiệu ứng của trạng thái cuối giao thoa của quang điện tử. Ảnh
Fourier của XAFS .......................................................................................... 15
1.2. Các hiệu ứng nhiệt động trong XAFS và hệ số Debye-Waller ...................... 19
1.3. Các hiệu ứng tương quan và mối liên hệ với các hàm MSD, MSRD ............ 23
1.4. Các cơ sở thực nghiệm của XAFS phi điều hòa ............................................ 24
1.5. Khai triển cumulant và mô hình Einstein tương quan phi điều hòa ............... 26
1.5.1. Khai triển cumulant .............................................................................. 26
1.5.2. Mô hình Einstein tương quan phi điều hòa .......................................... 27
1.5.3. XAFS phi điều hòa ............................................................................... 34
1.6. Kết luận .......................................................................................................... 38
Chương 2. XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH THẾ TƯƠNG TÁC NGUYÊN
TỬ HIỆU DỤNG VÀ CÁC THAM SỐ NHIỆT ĐỘNG CỦA VẬT LIỆU
PHA TẠP CHẤT ..................................................................................................... 39
2.1. Thế Morse và thế tương tác nguyên tử hiệu dụng của vật liệu pha tạp
chứa một nguyên tử tạp chất (trong mỗi ô mạng cơ sở) ................................ 39
2.2. Thế tương tác nguyên tử hiệu dụng của vật liệu chứa số nguyên tử tạp
chất bất kỳ (n nguyên tử trong mỗi ô mạng cơ sở) ........................................ 42
2.3. Xây dựng các biểu thức giải tích và tính các cumulant trong XAFS của
vật liệu chứa một nguyên tử tạp chất ............................................................. 57
2.4. Xây dựng các biểu thức giải tích và tính các cumulant trong XAFS của
vật liệu chứa n nguyên tử tạp chất .................................................................. 67
2.5. Các kết quả tính số và thảo luận ..................................................................... 71