= a (a c-c )x(3) 1/2. Grafit i nanorurki węglowe Grafen sieć rombowa (heksagonalna) z bazą dwuatomową

Podobne dokumenty
C h można przedstawić w bazie wektorów bazowych grafenu (*) (**) Nanorurki węglowe (jednościenne)

= a (a c-c )x(3) 1/2. Grafit i nanorurki węglowe Grafen sieć rombowa (heksagonalna) z bazą dwuatomową. Metody wytwarzania

MATERIA. = m i liczby całkowite. ciała stałe. - kryształy - ciała bezpostaciowe (amorficzne) - ciecze KRYSZTAŁY. Periodyczność

1. Elementy (abstrakcyjnej) teorii grup

S 2, C 2h,D 2h,D 3d,D 4h, D 6h, O h

Układ regularny. Układ regularny. Możliwe elementy symetrii: Możliwe elementy symetrii: 3 osie 3- krotne. m płaszczyzny przekątne.

Krystalochemia białek 2016/2017

Elementy teorii powierzchni metali

Wykład 5. Komórka elementarna. Sieci Bravais go

Grupy przestrzenne i ich symbolika

Wykład II Sieć krystaliczna

STRUKTURA KRYSTALICZNA

Elementy teorii powierzchni metali

Rozwiązanie: Zadanie 2

BUDOWA KRYSTALICZNA CIAŁ STAŁYCH. Stopień uporządkowania struktury wewnętrznej ciał stałych decyduje o ich podziale

STRUKTURA CIAŁA STAŁEGO

Aby opisać strukturę krystaliczną, konieczne jest określenie jej części składowych: sieci przestrzennej oraz bazy atomowej.

Zastosowanie teorii grup. Grupy symetrii w fizyce i chemii.

Wstęp. Krystalografia geometryczna

3. Operacje symetrii, macierze operacji symetrii. Grupy punktowe. Przypisywanie grupy punktowej dla zadanych obiektów

ELEMENTY I OPERACJE SYMETRII Symbol Element symetrii Operacja symetrii

Opracowanie: mgr inż. Antoni Konitz, dr hab inż. Jarosław Chojnacki Politechnika Gdańska, Gdańsk 2007, 2016

Symetria w fizyce materii

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej. Mateusz Goryca

Sieć przestrzenna. c r. b r. a r. komórka elementarna. r r

np. dla elektronów w kryształach; V(x+d) = V(x), d - okres periodyczności = wielkość komórki elementarnej kryształu

jednoznacznie wyznaczają wymiary wszystkich reprezentacji grup punktowych, a związki ortogonalności jednoznacznie wyznaczają ich charaktery

ROZDZIAŁ I. Symetria budowy kryształów

Zestaw 2. Definicje i oznaczenia. inne grupy V 4 grupa czwórkowa Kleina D n grupa dihedralna S n grupa symetryczna A n grupa alternująca.

Teoria ciała stałego Cz. I

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

Zadania treningowe na kolokwium

Chemiateoretyczna. Monika Musiał. Elementy teorii grup

Grafika komputerowa Wykład 8 Modelowanie obiektów graficznych cz. II

Projekt matematyczny

Wykład 1. Symetria Budowy Kryształów

Fizyka Ciała Stałego

Elementy symetrii makroskopowej.

2 1 3 c c1. e 1, e 2,..., e n A= e 1 e 2...e n [ ] M. Przybycień Matematyczne Metody Fizyki I

Repeta z wykładu nr 3. Detekcja światła. Struktura krystaliczna. Plan na dzisiaj

SIMR 2016/2017, Analiza 2, wykład 1, Przestrzeń wektorowa

R n jako przestrzeń afiniczna

FUNKCJE. 1. Podstawowe definicje

na dnie (lub w szczycie) pasma pasmo jest paraboliczne, ale masa wyznaczona z krzywizny niekoniecznie = m 0

WEKTORY I WARTOŚCI WŁASNE MACIERZY. = λ c (*) problem przybliżonego rozwiązania zagadnienia własnego dla operatorów w mechanice kwantowej

Wykład VI. Teoria pasmowa ciał stałych

Wykład III. Teoria pasmowa ciał stałych

Przestrzenie wektorowe

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Pasma energetyczne. Pasma energetyczne

1 Rozwiązywanie układów równań. Wyznaczniki. 2 Wektory kilka faktów użytkowych

1 Przestrzeń liniowa. α 1 x α k x k = 0

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Fonony. Fonony

Wykład 5 Otwarte i wtórne operacje symetrii

4 Przekształcenia liniowe

Wykład 14. Elementy algebry macierzy

Grupy, pierścienie i ciała

Wstęp do Modelu Standardowego

Arkusze zadań do ćwiczeń z podstaw fizyki ciała stałego Marek Izdebski

GRUPY SYMETRII Symetria kryształu

domykanie relacji, relacja równoważności, rozkłady zbiorów

Przestrzenie liniowe

Teoria węzłów matematycznych - warkocze. Karolina Krzysztoń 10B2

2 Rachunek macierzowy, metoda eliminacji Gaussa-Jordana Wprowadzenie teoretyczne Zadania... 9

FUNKCJE LICZBOWE. Na zbiorze X określona jest funkcja f : X Y gdy dowolnemu punktowi x X przyporządkowany jest punkt f(x) Y.

Wektory i wartości własne

ALGEBRA LINIOWA Z ELEMENTAMI GEOMETRII ANALITYCZNEJ

Elementy symetrii. obiekt geometryczny taki jak linia, płaszczyzna lub punkt, względem którego dokonuje się operacji symetrii.

Matematyka A kolokwium 26 kwietnia 2017 r., godz. 18:05 20:00. i = = i. +i sin ) = 1024(cos 5π+i sin 5π) =

NA PODSTAWIE PROGRAMU ROBOT STRUCTURAL ANALYSIS PROFESSIONAL Autor: mgr inż. Bartosz Kawecki

Krystalografia. Dyfrakcja na monokryształach. Analiza dyfraktogramów

STRUKTURA MATERIAŁÓW

Prawdopodobieństwo i statystyka

cx cx 1,cx 2,cx 3,...,cx n. Przykład 4, 5

Wykłady... b i a i. i=1. m(d k ) inf

A,B M! v V ; A + v = B, (1.3) AB = v. (1.4)

Działania na przekształceniach liniowych i macierzach

Położenia, kierunki, płaszczyzny

Krystalografia i krystalochemia Wykład 15 Repetytorium

Iloczyn skalarny. Mirosław Sobolewski. Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW. 10. wykład z algebry liniowej Warszawa, grudzień 2013

Natęż. ężenie refleksu dyfrakcyjnego

a 11 a a 1n a 21 a a 2n... a m1 a m2... a mn a 1j a 2j R i = , C j =

1. Wykład NWD, NWW i algorytm Euklidesa.

Funkcje analityczne. Wykład 4. Odwzorowania wiernokątne. Paweł Mleczko. Funkcje analityczne (rok akademicki 2017/2018)

Zadania z Algebry liniowej 4 Semestr letni 2009

Co należy zauważyć Rzuty punktu leżą na jednej prostej do osi rzutów x 12, którą nazywamy prostą odnoszącą Wysokość punktu jest odległością rzutu

Podstawowe pojęcia opisujące sieć przestrzenną

GAZ ELEKTRONÓW SWOBODNYCH POWYŻEJ ZERA BEZWZGLĘDNEGO.

Roger Bacon Def. Def. Def Funktory zdaniotwórcze

dr Mariusz Grządziel 15,29 kwietnia 2014 Przestrzeń R k R k = R R... R k razy Elementy R k wektory;

ZAGADNIENIA PROGRAMOWE I WYMAGANIA EDUKACYJNE DO TESTU PRZYROSTU KOMPETENCJI Z MATEMATYKI DLA UCZNIA KLASY II

Uwaga 1.2. Niech (G, ) będzie grupą, H 1, H 2 < G. Następujące warunki są równoważne:

WYKŁAD 5 Zastosowanie teorii grup w analizie widm oscylacyjnych

Metody rozwiązania równania Schrödingera

Struktura energetyczna ciał stałych. Fizyka II dla EiT oraz E, lato

Wykład nr 1 Techniki Mikroprocesorowe. dr inż. Artur Cichowski

Obraz jako funkcja Przekształcenia geometryczne

macierze jednostkowe (identyczności) macierze diagonalne, które na przekątnej mają same

Przekształcenia liniowe

Transkrypt:

Grafit i nanorurki węglowe Grafen sieć rombowa (heksagonalna) z bazą dwuatomową a 1 = a (a c-c )x(3) 1/ ( 3 a, ), ( 3 a a a = a, ) wektory bazowe sieci odwrotnej definiuje się inaczej niż w 3D musi zachodzić tylko (a i,b j )= πδ ij grupą symetrii jest: C 3v + odbicia w płaszczyźnie X lub Y, grupa jest symorficzna (O w środku komórki sześciokątnej) nanorurki (jednościenne) zwinięte paski arkusza grafenu (węzły sieciowe Bravais i węzły podsieci)

Jednoznacznie definiuje się przez zadanie wektora chiralnego = wektora obwodu C h, C h można przedstawić w bazie wektorów bazowych grafenu (*) = na + m (n,m), 0 =< m =<n C h 1 a Średnica d t = L/π, L= C h = sqrt(c h. C h )=a.sqrt(n +m +nm) T wektor translacji (**) T = t + 1a1 ta Jest to wektor translacji nanorurki (1D) z faktu, że T.C h =0, ( t 1 i t - nie mogą mieć wspólnego podzielnika, [jest to najkrótszy wektor o własności (**) ] ) wynika, że t 1 =(m+n)/dr, t =-(n+m)/dr, dr najw.wsp.podz. (m+n) i (n+m) nanorurki fotelowe (armchair) (n,n) komórka elementarna

lub.. ta jest (3,3), 4n atomów w u.c. tzn. 6 grafenowych u.c. nanorurki zygzakowate (zig-zag) (n,0) komórka elementarna nanorurki chiralne, n m Komórka eleementarna nanorurki to walec (pusty), zawiera wiele atomów w bazie; chiralne bardzo dużo potrzebne są wektory niesieciowe do opisania pełnej symetrii

Wektor symetrii R R do najbliższego węzła sieciowego Wektor R oznacza operację symetrii: - obrót wokół osi nanorurki o kąt ψ=π/n, N - ilość atomów w kom.elementarnej nanorurki - translacja o wektor τ τ - nie jest wektorem sieciowym grafenu ani wektorem nt wielokrotne wykonanie R (zaczynając od jednego atomu w komórce elementarnej nanorurki, wygeneruje wszystkie atomy sieciowe w tej komórce) np.: (3,3) oczywiście NR = C h + MT, i można pokazać, że M=np-mq, gdzie p i q to współrzędne R w układzie (a 1, a )

kolejne operacje: (ψ τ), (ψ τ), (ψ τ) 3,, (ψ τ) N = E, tworzą cykliczną grupę abelową oznaczaną C N.... N - ilość komórek grafenu w komórce element. nanorurki... z def. N C T h = a1 a = ( m + n d R + nm) nanorurki fotelowe i zygzakowate mają: - oś n-krotną C n, - n osi -krotnych (albo przecinających wiązanie C-C, albo środek sześcianu) to razem daje D n, - poza tym mają środek inwersji Ich punktową grupą symetrii jest D n x C i ale rezultat tego iloczynu zależy od parzystości n i ostatecznie G = D nh - n=j; G = D nd - n=j+1 przypomnienie: w grupie D nd nie istnieje samodzielnie element σ h a tylko iloczyny u σ h dodane do elementów D n

nanorurki chiralne Jeśli n,m - nie mają wspólnego podzielnika to jedynymi operacjami i symetrii są operacje śrubowe (ψ τ) czyli grupa abelowa C N, Jeśi n,m mają wspólny podzielnik d to nanorurka jest niezmiennicza przy obrotach o C d, i ostateczną grupą symetrii jest C N = C d x C N/d Sieć odwrotna i IBZ Dla jednowymiarowego układu jakim jest CN, IBZ też musi być jednowymiarowa, ale formalnie mamy periodyczność także w kier. C h w rzeczywistości tylko periodyczne warunki brzegowe formalnie dwa wektory sieci odwrotnej K 1 i K podobnie jak dla grafenu mamy komórkę elementarna zdefiniowaną przez a 1 i a i odpowiadające wektory sieci odwrotnej b 1 i b, to dla komórki zdefiniowanej przez wektory C h i T mamy dwa wektory sieci odwrotnej K 1 i K : K 1 - związany z periodycznością w C h K - związany z periodycznością w T musi zatem zachodzić C h. K 1 = π, C h. K = 0, T. K 1 = 0, T. K = π Pamiętając o (*) i (**) dostaniemy K 1 = 1/N (-t b 1 + t 1 b ), K = 1/N (mb 1 - nb ) IBZ nanorurki zaznaczone jest odcinkiem W-W /

NK 1 jest wektorem sieci odwrotnej grafenu => wektory k różniące się o NK 1 są równoważne ale μk 1 (dla μ = 0, 1,, N-1 ) daje N dyskretnych wektorów k (falowych) odpowiadających kwantyzacji ze względu na periodyczne warunki brzegowe w C h ; dyskretyzacja każdego D pasma grafemu na N jednowymiarowych pasm nanorurki.