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

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!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lí chất rắn - Chương 1: Cấu trúc tinh thể của vật rắn (Phần 2) 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 NộiPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020Chương 1Cấu 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 rắnPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 2 Làm thế nào để nhìn thấy cấu trúc tinh thể? • SEM, TEM, AFM • Nhiễu xạPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 3 Nhiễu xạ Laue 1912 1914 Nobel prizeMax von Laue(1879-1960)Lattice spacingTypically10-10m=1Å o l »1APHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 4 Nhiễu xạ ! = 2$sin( Nhiễu xạ của photon (X ray); electrons, neutronsPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 5 Nhiễu xạ Nhiễu xạ tia X Nhiễu xạ Electron Nhiễu xạ Neutron 10keV-50keV Tương tác mạnh Neutron cóĐi sâu vào bên với vật chất. moment từ nêntrong vật liệu Tán xạ bởi các tương tác vớiTán xạ bởi các lớp lớp vỏ electron electron.vỏ electron (kích (kích thước lớn) Nghiên cứu tinhthước lớn) Không đi sâu vào thể có từ tínhNghiên 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 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 $⃗ ⃗ − $⃗ % ⃗ B Nguồn X-rayPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 7 &( (* + ,.)0&12 ⃗ Sóng tới tại điểm P ! = !$ % 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 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 #⃗ ...