F049

Struktura latek a difrakce zaoeni

3/2 Zk - Zimni semestr

V. Valvoda, P. Kratochvil

1. Struktura krystalu a nauka o symetrii
   1. Translaeni periodicita krystalu. Zakladni buoky. Znaeeni rovin a smiru. Transformace os a indexu rovin. Zavedeni vsech operaci symetrie v krystalech. Stereograficka projekce.
   2. Bodove grupy. Krystalograficke soustavy. Laueho grupy. Braveho moi?e. Reciproka moi?. Brillouinovy zony. Mezirovinne vzdalenosti.
   3. Prostorove grupy. Ekvivalentni polohy a operace symetrie. Maticovy zapis operaci symetrie. Zaklady teorie grup. Mezinarodni krystalograficke tabulky.
   4. Poiklady jednoduchych struktur. Druhy vazeb (energie, smirovost). Nejtisnijsi smistnani atomu. Databanky. Neuspooadane struktury a uspooadani na dlouhou a kratkou vzdalenost. Poruchy krystalovych struktur. Moderni koncepce strukturni krystalografie.
2. Symetrie a fyzikalni vlastnosti molekul a krystalu
   1. Niktere dusledky symetrie na atomarni urovni (translace, atomove a molekulove orbitaly). Tenzory a anizotropie makroskopickych vlastnosti. Princip Neumannuv, Voigtuv a Curieuv.
3. Teorie difrakce a zakladni difrakeni metody
   1. Laueho difrakeni podminky. Ewaldova konstrukce. Bragguv zakon. Zakladni difrakeni metody. Amplituda rozptyleneho zaoeni (atomovy a strukturni faktor). Intenzita a sioka reflexi podle kinematicke teorie.
   2. Vliv absorpce a teplotnich kmitu atomu. Srovnani rentgenove, elektronove a neutronove difrakce. Elektronova hustota a Fourierova transformace. Fazovy problem. Nastin dynamicke teorie difrakce.
4. Analyza struktury latek difrakci zaoeni na krystalech
   1. Orientace krystalu Laueho metodou. Ureeni moi?ovych parametru. Friedeluv zakon a Laueho grupy. Ureovani prostorovych grup - difrakeni symbol. Difrakeni experimenty, sbir a redukce dat.
   2. Ureovani struktury krystalu (Pattersonova funkce, metoda ti?keho atomu, izomorfni zamina, poime metody). Studium deformace elektronove hustoty atomu vlivem vazeb a studium efektivniho atomoveho potencialu.
   3. Materialovy vyzkum: identifikace, fazova analyza, textura, velikost krystalitu, mikroskopicka a makroskopicka napiti, tenke vrstvy, multivrstvy, interdifuze, vrstevne poruchy, topografie poruch.
5. Kinematicka teorie difrakce vysokoenergetickych elektronu
   1. Kinematicka aproximace, pru?ny a nepru?ny rozptyl, vlnova delka elektronu, rozptyl elektronu v potencialovem poli, metoda Fresnelovych zon, amplitudovi-fazovy diagram, fazove posunuti rozptylene vlny, pru?ny rozptyl na atomu, zakladni buoce a porusenem krystalu, odchylka od Braggovy polohy.
   2. Interpretace difrakce rychlych elektronu, difraktogram z monokrystalu a polykrystalu, rozdileni intenzity v reciproke moi?i, rozmirovy a tvarovy efekt, extinkeni hloubka, meze platnosti kinematicke aproximace, Kikuchiho linie.
6. Analyza poruch krystalove moi?e v elektronove mikroskopii
   1. Vznik kontrastu na idealnim krystalu, sloupcova aproximace, intenzita poimeho a difraktovaneho svazku, efektivni odchylka od Braggovy polohy, intenzita difraktovaneho svazku v porusenem krystalu, kontrast na uplnych dislokacich, vrstevnych chybach, plosnych poruchach a precip- itatech, viditelnost a neviditelnost poruch v elektronovem mikroskopu, reflexni (dvousvazkova) poloha.
   2. Konstrukce a vlastnosti elektronoveho mikroskopu, vady a vlastnosti magnetickych eoeek, korekce vad, rozlisovaci schopnost, hloubka ostrosti, zobrazeni a difrakce v transmisnim elektronovem mikroskopu, svitle a tmave pole, difrakce z vybrane plochy.

Literatura

1. V. Valvoda, M. Polcarova, P. Lukae: Zaklady strukturni analyzy, Karolinum, Praha 1992.
2. V. Valvoda: Rentgenograficke difrakeni metody (skripta), SPN, Praha 1979.
3. V. Valvoda: Rentgenova strukturni analyza (skripta), SPN, Praha 1982.
4. R.B. Heslop, K. Jones: Anorganicka chemie, SNTL, Praha 1982.
5. B.K. Vajnstejn: Sovremennaja krystallografija, Nauka, Moskva 1979 (Tom 1-3).
6. P. Lukae a kol.: Praktikum fyziky kovu (skripta), kap.: Elektronova mikroskopie, SPN, Praha, 1982.
7. B. Smola: Transmisni elektronova mikroskopie ve fyzice pevnych latek (skripta), SPN, Praha, 1983.