F049

Struktura látek a difrakce záoení

3/2 Zk - Zimní semestr

V. Valvoda, P. Kratochvíl

Struktura krystalu a nauka o symetrii
1. Translaení periodicita krystalu. Základní buoky. Znaeení rovin a smiru. Transformace os a indexu rovin. Zavedení všech operací symetrie v krystalech. Stereografická projekce.
2. Bodové grupy. Krystalografické soustavy. Laueho grupy. Bravého moí?e. Reciproká moí?. Brillouinovy zóny. Mezirovinné vzdálenosti.
3. Prostorové grupy. Ekvivalentní polohy a operace symetrie. Maticový zápis operací symetrie. Základy teorie grup. Mezinárodní krystalografické tabulky.
4. Poíklady jednoduchých struktur. Druhy vazeb (energie, smirovost). Nejtisnijší smistnání atomu. Databanky. Neuspooádané struktury a uspooádání na dlouhou a krátkou vzdálenost. Poruchy krystalových struktur. Moderní koncepce strukturní krystalografie.
Symetrie a fyzikální vlastnosti molekul a krystalu
1. Nikteré dusledky symetrie na atomární úrovni (translace, atomové a molekulové orbitály). Tenzory a anizotropie makroskopických vlastností. Princip Neumannuv, Voigtuv a Curieuv.
Teorie difrakce a základní difrakení metody
1. Laueho difrakení podmínky. Ewaldova konstrukce. Bragguv zákon. Základní difrakení metody. Amplituda rozptýleného záoení (atomový a strukturní faktor). Intenzita a šíoka reflexí podle kinematické teorie.
2. Vliv absorpce a teplotních kmitu atomu. Srovnání rentgenové, elektronové a neutronové difrakce. Elektronová hustota a Fourierova transformace. Fázový problém. Nástin dynamické teorie difrakce.
Analýza struktury látek difrakcí záoení na krystalech
1. Orientace krystalu Laueho metodou. Ureení moí?ových parametru. Friedeluv zákon a Laueho grupy. Ureování prostorových grup - difrakení symbol. Difrakení experimenty, sbir a redukce dat.
2. Ureování struktury krystalu (Pattersonova funkce, metoda ti?kého atomu, izomorfní zámina, poímé metody). Studium deformace elektronové hustoty atomu vlivem vazeb a studium efektivního atomového potenciálu.
3. Materiálový výzkum: identifikace, fázová analýza, textura, velikost krystalitu, mikroskopická a makroskopická napití, tenké vrstvy, multivrstvy, interdifúze, vrstevné poruchy, topografie poruch.
Kinematická teorie difrakce vysokoenergetických elektronu
1. Kinematická aproximace, pru?ný a nepru?ný rozptyl, vlnová délka elektronu, rozptyl elektronu v potenciálovém poli, metoda Fresnelových zón, amplitudovi-fázový diagram, fázové posunutí rozptýlené vlny, pru?ný rozptyl na atomu, základní buoce a porušeném krystalu, odchylka od Braggovy polohy.
2. Interpretace difrakce rychlých elektronu, difraktogram z monokrystalu a polykrystalu, rozdilení intenzity v reciproké moí?i, rozmirový a tvarový efekt, extinkení hloubka, meze platnosti kinematické aproximace, Kikuchiho linie.
Analýza poruch krystalové moí?e v elektronové mikroskopii
1. Vznik kontrastu na ideálním krystalu, sloupcová aproximace, intenzita poímého a difraktovaného svazku, efektivní odchylka od Braggovy polohy, intenzita difraktovaného svazku v porušeném krystalu, kontrast na úplných dislokacích, vrstevných chybách, plošných poruchách a precip- itátech, viditelnost a neviditelnost poruch v elektronovém mikroskopu, reflexní (dvousvazková) poloha.
2. Konstrukce a vlastnosti elektronového mikroskopu, vady a vlastnosti magnetických eoeek, korekce vad, rozlišovací schopnost, hloubka ostrosti, zobrazení a difrakce v transmisním elektronovém mikroskopu, svitlé a tmavé pole, difrakce z vybrané plochy.

Literatura

V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáe: Základy strukturní analýzy, Karolinum, Praha 1992.
V. Valvoda: Rentgenografické difrakení metody (skripta), SPN, Praha 1979.
V. Valvoda: Rentgenová strukturní analýza (skripta), SPN, Praha 1982.
R.B. Heslop, K. Jones: Anorganická chemie, SNTL, Praha 1982.
B.K. Vajnštejn: Sovremennaja krystallografija, Nauka, Moskva 1979 (Tom 1-3).
P. Lukáe a kol.: Praktikum fyziky kovu (skripta), kap.: Elektronová mikroskopie, SPN, Praha, 1982.
B. Smola: Transmisní elektronová mikroskopie ve fyzice pevných látek (skripta), SPN, Praha, 1983.