Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Thế tương tác nguyên tử và áp dụng để tính các tham số nhiệt động trong lý thuyết XAFS

Mục đích của luận văn là nghiên cứu và xây dựng phuong pháp tính thế tương tác nguyên tử của các tinh thể có cấu trúc fcc (lập phương tâm diện) và áp dụng thế này vào tính thế tương tác nguyên tử hiệu dụng cũng như các cumulant trong XAFS phụ thuộc theo nhiệt độ dựa trên mô hình Eisten tương quan phi điều hòa.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Thế tương tác nguyên tử và áp dụng để tính các tham số nhiệt động trong lý thuyết XAFS ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ PHƯƠNG DUNGTHẾ TƯƠNG TÁC NGUYÊN TỬ VÀ ÁP DỤNGĐỂ TÍNH CÁC THAM SỐ NHIỆT ĐỘNG TRONG LÝ THUYẾT XAFS LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ PHƯƠNG DUNGTHẾ TƯƠNG TÁC NGUYÊN TỬ VÀ ÁP DỤNGĐỂ TÍNH CÁC THAM SỐ NHIỆT ĐỘNG TRONG LÝ THUYẾT XAFS Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán Mã số: 60 44 01 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Bá Đức HÀ NỘI – 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu vàkết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đềtài khác. Học viên Nguyễn Thị Phương Dung LỜI CẢM ƠN Trải qua một thời gian học tập và nghiên cứu, tôi đã hoàn thiện luận văn thạcsĩ của mình. Để hoàn thiện luận văn này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiều mặt. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với Tiến sĩ Nguyễn Bá Đức –Người thầy đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu làm luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS.TSKH Nguyễn Văn Hùng vìnhững giúp đỡ và đóng góp ý kiến quý báu của thầy cùng các Giáo sư, Tiến sĩ trongbộ môn Vật lý lý thuyết và vật lý toán, khoa Vật lý, trường Đại học Khoa học Tựnhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội. Cuối cùng, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ban chủ nhiệm khoa Vật lý,phòng Sau Đại học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội. Học viên Nguyễn Thị Phương Dung MỤC LỤCCHƯƠNG I: PHỔ XAFS VÀ CÁC THÔNG TIN VẬT LÝ 1.1. Lý thuyết phổ cấu trúc tinh tế XAFS: ...................................................... 3 1.2. Sơ lược về cấu trúc tinh thể và các tham số nhiệt động ............................ 7 1.2.1. Sơ lược cấu trúc tinh thể: .................................................................. 7 1.2.2. Cấu trúc tinh thể lập phương:............................................................ 7 1.2.3 . Các tham số nhiệt động: ..................................................................... 11 1.3. XAFS phi điều hoà, hệ số DebyeWaller và khai triển cumulant: .......... 12 1.3.1. Lý thuyết về phổ XAFS phi điều hoà: ............................................. 12 1.3.2. MSRD hay hệ số DW với đóng góp phi điều hoà............................ 14 1.3.3. Khai triển các cumulant: ................................................................. 15CHƯƠNG II: DAO ĐỘNG MẠNG VÀ THẾ TƯƠNG TÁC NGUYÊN TỬ 2.1. Dao động mạng: .................................................................................... 19 2.2. Mô hình Eisten tương quan phi điều hoà: .............................................. 22 2.3. Thế tương tác nguyên tử phi điều hoà Morse:........................................ 25CHƯƠNG III: TÍNH THẾ TƯƠNG TÁC PHI ĐIỀU HOÀ MORSE VÀ ÁPDỤNG ĐỂ TÍNH CÁC THAM SỐ NHIỆT ĐỘNG. 3.1. Xây dựng biểu thức thế Morse: .................................................................. 27 3.2. Xây dựng các cumulant trong lý thuyết XAFS:.......................................... 29CHƯƠNG IV: ÁP DỤNG TÍNH SỐ VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ 4.1. Kết quả tính thế Morse và thế hiệu dụng: ................................................... 38 4.2. Kết quả tính số các cumulant trong lý thuyết XAFS : ................................ 43KẾT LUẬN ................................................................................................. 48TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 49 DANH MỤC HÌNH VẼHình 1.1: Sự tạo thành quang điện tử ...................................................................3Hình 1.2a : Năng lượng photon (keV)..................................................................4Hình 1.2b: Năng lượng photon (keV) ..................................................................5Hình 1.3: Vectơ cơ sở của cấu trúc lập phương ...................................................7Hình 1.4a: Hệ lập phương cơ bản (simple cubics.c)............................................8Hình 1.4b: Hệ lập phương tâm diện (face centered cubicfcc) ..............................9Hình 1.4c: Hệ lập phương tâm khối (body centered cubic) ..................................10Hình 1.5: Góc giữa các vectơ đơn vị ....................................................................10H×nh 2.1: HÖ sè d·n në nhiÖt m¹ng a m« t¶ sù bÊt ®èi xøng cña thÕ t¬ng t¸c ..... 23Hình 4.1a: Thế Morse của tinh thể Cu tính theo phương pháp luận văn và so sánh với kết quả Girifalco và thực nghiệm ..................................................38Hình 4.1b: Thế Morse của tinh thể Ni tính theo phương pháp luận văn và so sánh với kết quả Girifalco và thực nghiệm ..................................................38Hình 4.2a: Thế tương tác nguyên tử hiệu dụng phi điều hòa của Cu tính theo phương pháp luận văn, so sánh với kết quả Girifalco, thế điều hòa, thế đơn cặp và thực nghiệm ......................................................................41Hình 4.2b: Thế tương tác nguyên tử hiệu dụng phi điều hòa của Ni tính theo phương pháp luận vă ...