Materia skondensowana

Podobne dokumenty
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej. Mateusz Goryca

Ciała stałe. Ciała krystaliczne. Ciała amorficzne. Bardzo często mamy do czynienia z ciałami polikrystalicznymi, rzadko monokryształami.

STRUKTURA CIAŁA STAŁEGO

Wykład 9 Wprowadzenie do krystalochemii

Stany skupienia materii

Chemia nieorganiczna. Copyright 2000 by Harcourt, Inc. All rights reserved.

Podstawy krystalochemii pierwiastki

Elementy teorii powierzchni metali

Chemia nieorganiczna. Pierwiastki. niemetale Be. 27 Co. 28 Ni. 26 Fe. 29 Cu. 45 Rh. 44 Ru. 47 Ag. 46 Pd. 78 Pt. 76 Os.

Zjonizowana cząsteczka wodoru H 2+ - elektron i dwa protony

Wykład 5. Komórka elementarna. Sieci Bravais go

Rozwiązanie: Zadanie 2

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

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

Wiązania chemiczne. Związek klasyfikacji ciał krystalicznych z charakterem wiązań atomowych. 5 typów wiązań

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Struktura krystaliczna. Struktura krystaliczna


Model wiązania kowalencyjnego cząsteczka H 2

Podstawowe pojęcia opisujące sieć przestrzenną

4. STRUKTURA KRYSZTAŁÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH. Irena Zubel Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocławska (na prawach rękopisu)

Fizyka Ciała Stałego

Krystalografia. Typowe struktury pierwiastków i związków chemicznych

Wstęp. Krystalografia geometryczna

Uniwersytet Śląski Instytut Chemii Zakład Krystalografii. Laboratorium z Krystalografii. 2 godz. Komórki Bravais go

Fizyka promieniowania jonizującego. Zygmunt Szefliński

Chemia nieorganiczna. Pierwiastki. niemetale Be. 27 Co. 28 Ni. 26 Fe. 29 Cu. 45 Rh. 44 Ru. 47 Ag. 46 Pd. 78 Pt. 76 Os.

STRUKTURA KRYSZTAŁÓW

Elementy teorii powierzchni metali

Elementy teorii powierzchni metali

Położenia, kierunki, płaszczyzny

Chemia nieorganiczna. Copyright 2000 by Harcourt, Inc. All rights reserved.

Wiązania. w świetle teorii kwantów fenomenologicznie

Zasady obsadzania poziomów

NOWA STRONA INTERNETOWA PRZEDMIOTU:

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

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Wiązania chemiczne w ciałach stałych. Wiązania chemiczne w ciałach stałych

Budowa ciał stałych. sieć krystaliczna układy krystalograficzne sieć realna defekty wiązania w ciałach stałych

Orbitale typu σ i typu π

Rodzina i pas płaszczyzn sieciowych

Ekscytony Wanniera Motta

UKŁAD OKRESOWY PIERWIASTKÓW

Inne koncepcje wiązań chemicznych. 1. Jak przewidywac strukturę cząsteczki? 2. Co to jest wiązanie? 3. Jakie są rodzaje wiązań?

Układy krystalograficzne

MATERIAŁOZNAWSTWO Wydział Mechaniczny, Mechatronika, sem. I. dr inż. Hanna Smoleńska

STRUKTURA MATERIAŁÓW. Opracowanie: Dr hab.inż. Joanna Hucińska

Fizyka Ciała Stałego. Struktura krystaliczna. Struktura amorficzna

STRUKTURA KRYSTALICZNA

Fizyka Ciała Stałego. Struktura krystaliczna. Struktura amorficzna

Promieniowanie rentgenowskie. Podstawowe pojęcia krystalograficzne

Jak TO działa? Co to są półprzewodniki? TRENDY: Prawo Moore a. Google: Jacek Szczytko Login: student Hasło: *******

WIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE

Dyfrakcja. Dyfrakcja to uginanie światła (albo innych fal) przez drobne obiekty (rozmiar porównywalny z długością fali) do obszaru cienia

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii SkondensowanejI

Wiązania jonowe występują w układach złożonych z atomów skrajnie różniących się elektroujemnością.

STRUKTURA MATERIAŁÓW

STRUKTURA IDEALNYCH KRYSZTAŁÓW

Materia skondensowana

Krystalografia i krystalochemia Wykład 15 Repetytorium

3. Struktura pasmowa

Krystalografia. Analiza wyników rentgenowskiej analizy strukturalnej i sposób ich prezentacji

Okresowość właściwości chemicznych pierwiastków. Układ okresowy pierwiastków. 1. Konfiguracje elektronowe pierwiastków

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

Atomy wieloelektronowe i cząsteczki

Rentgenografia - teorie dyfrakcji

+ + Struktura cia³a sta³ego. Kryszta³y jonowe. Kryszta³y atomowe. struktura krystaliczna. struktura amorficzna

Podstawy krystalografii

Właściwości kryształów

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

Teoria VSEPR. Jak przewidywac strukturę cząsteczki?

Podział ciał stałych ze względu na strukturę atomowo-cząsteczkową

Elektronowa struktura atomu

Krystalografia. Dyfrakcja na monokryształach. Analiza dyfraktogramów

Rozszczepienie poziomów atomowych

Natęż. ężenie refleksu dyfrakcyjnego

CZ STECZKA. Do opisu wi za chemicznych stosuje si najcz ciej jedn z dwóch metod (teorii): metoda wi za walencyjnych (VB)

Układ okresowy. Przewidywania teorii kwantowej

Wyznaczanie struktury krystalicznej i molekularnej wybranego związku koordynacyjnego w oparciu o rentgenowską analizę strukturalną

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

CZĄSTECZKA. Do opisu wiązań chemicznych stosuje się najczęściej metodę (teorię): metoda wiązań walencyjnych (VB)

Laboratorium z Krystalografii. 2 godz.

Absorpcja związana z defektami kryształu

Metoda DSH. Dyfraktometria rentgenowska. 2. Dyfraktometr rentgenowski: - budowa anie - zastosowanie

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej. Mateusz Goryca

1 i 2. Struktura elektronowa atomów, tworzenie wiązań chemicznych

Teoria pasmowa ciał stałych

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW

CZĄSTECZKA. Do opisu wiązań chemicznych stosuje się najczęściej jedną z dwóch metod (teorii): metoda wiązań walencyjnych (VB)

III.4 Gaz Fermiego. Struktura pasmowa ciał stałych

Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas II LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania

Analiza danych jakościowych

I.4 Promieniowanie rentgenowskie. Efekt Comptona. Otrzymywanie promieniowania X Pochłanianie X przez materię Efekt Comptona

Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas I LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania

PIERWIASTKI W UKŁADZIE OKRESOWYM

Studnia skończona. Heterostruktury półprzewodnikowe studnie kwantowe (cd) Heterostruktury mogą mieć różne masy efektywne w różnych obszarach:

Metody badań monokryształów metoda Lauego

Metody badań monokryształów metoda Lauego

Transport jonów: kryształy jonowe

WŁASNOŚCI CIAŁ STAŁYCH I CIECZY

Transkrypt:

Matria skondnsowana Jack.Szczytko@fuw.du.pl http://www.fuw.du.pl/~szczytko/nt Podziękowania za pomoc w przygotowaniu zajęć: Prof. dr hab. Pawł Kowalczyk Prof. dr hab. Dariusz Wasik Uniwrsytt Warszawski 011

Rodzaj wiązań Kowalncyjn http://on.dydaktyka.agh.du.pl/dydaktyka/chmia http://sparkcharts.sparknots.com/chmistry/organicchmistry1/sction.php

Kowalncyjn Rodzaj wiązań Półprzwodniki Enrgia wiązania na atom: C (diamnt) 7.30 V Si 4.64 V G 3.87 V

Kowalncyjn Rodzaj wiązań Półprzwodniki II III IV V VI B B C N O Mg Al Si P S Jonowość Jonowość Zn Ga G As S Cd In Sn Sb T Grupa IV: diamnt, Si, G Grupy III-V: GaAs, AlAs, InSb, InAs... Grupy II-VI: ZnS, CdT, ZnO, SdS...

Nośniki: dziury + lktrony - Rodzaj wiązań Domiszki: Akcptory (typ p) Donory (typ n) Półprzwodniki II III IV V VI B B C N O Mg Al Si P S Zn Ga G As S Cd In Sn Sb T Grupa IV: diamnt, Si, G Grupy III-V: GaAs, AlAs, InSb, InAs... Grupy II-VI: ZnS, CdT, ZnO, SdS...

Rodzaj wiązań Kowalncyjn http://on.dydaktyka.agh.du.pl/dydaktyka/chmia

Kowalncyjn Rodzaj wiązań Węgil Odmiany alotropow węgla: (Wikipdia) a) diamnt, b) grafit, c) lonsdalit d) fulrn C60 ) fulrn C540 f) fulrn C70 g) węgil amorficzny, h) nanorurka

Rodzaj wiązań Kowalncyjn Grafn http://www.wltdrphysik.d/d/445.php?ni=43&pi=48

Wiązani jonow Rodzaj wiązań Elktroujmność (ozn. c) - zdolność atomu w cząstczc do przyciągania (przyłączania) lktronu. W skrajnym przypadku, gdy lktroujmności obu pirwiastków bardzo się różnią (np. Li i F), dochodzi do płngo przskoku lktronów na bardzij lktroujmny atom, co prowadzi do powstania wiązania jonowgo (Dc 1,7). NaCl Tablica.4. Wartości lktroujmności (wg Paulinga) dla kilku ważnijszych pirwiastków (dla H przyjęto,1) I II III IV V VI VII Li 1,0 Na 0,9 K 0,8 Rb 0,8 B 1,5 Mg 1, Ca 1,0 B,0 Al 1,5 Ga 1,6 Jonowość C,5 Si 1,8 G 1,7 Sn 1,7 N 3,0 P,1 As,0 O 3,5 S,5 S,4 Jonowość F 4,0 Cl 3,0 Br,8 J,4

Wiązani jonow Rodzaj wiązań Elktroujmność (ozn. c) - zdolność atomu w cząstczc do przyciągania (przyłączania) lktronu. W skrajnym przypadku, gdy lktroujmności obu pirwiastków bardzo się różnią (np. Li i F), dochodzi do płngo przskoku lktronów na bardzij lktroujmny atom, co prowadzi do powstania wiązania jonowgo (Dc 1,7). Umowni: NaCl Wiązani kowalncyjn Dc 0,4 Wiązani polarn 0,4 Dc 1,7 Wiązani jonow Dc 1,7 http://www.fhi-brlin.mpg.d/th/jg/hom.htm

Wiązani jonow Rodzaj wiązań Elktroujmność (ozn. c) - zdolność atomu w cząstczc do przyciągania (przyłączania) lktronu. W skrajnym przypadku, gdy lktroujmności obu pirwiastków bardzo się różnią (np. Li i F), dochodzi do płngo przskoku lktronów na bardzij lktroujmny atom, co prowadzi do powstania wiązania jonowgo (Dc 1,7). NaCl C. Kittl

Wiązani jonow Rodzaj wiązań W kryształach jonowych jst nimożliw, żby lktrony poruszały się prawi swobodni pomiędzy jonami, chyba ż dostarczymy dużą nrgię. Dlatgo ciała stał o wiązaniach jonowych są niprzwodząc. W wysokich tmpraturach przwodnictwo jonow. NaCl Enrgia wiązania na parę jonów: NaCl 7.95 V NaI 7.10 V KBr 6.9 V Rozkład gęstości ładunku w płaszczyźni podstawowj NaCl na podst. badań rntgnowskich. C. Kittl

Wiązani mtaliczn Rodzaj wiązań Wiązani chmiczn w mtalach, utworzon w wyniku lktrodynamiczngo oddziaływania między dodatnio naładowanymi rdzniami atomowymi, któr znajdują się w węzłach sici krystalicznj, a ujmni naładowaną plazmą lktronową (lktronami zdlokalizowanymi, gazm lktronowym). Podobn do wiązania kowalncyjngo, al lktrony tworząc wiązani są wspóln dla wilkij liczby atomów. Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Na + Gaz lktronowy

Wiązani mtaliczn Rodzaj wiązań Wiązani chmiczn w mtalach, utworzon w wyniku lktrodynamiczngo oddziaływania między dodatnio naładowanymi rdzniami atomowymi, któr znajdują się w węzłach sici krystalicznj, a ujmni naładowaną plazmą lktronową (lktronami zdlokalizowanymi, gazm lktronowym). Podobn do wiązania kowalncyjngo, al lktrony tworząc wiązani są wspóln dla wilkij liczby atomów.

Wiązani wodorow Uwspólnini wodoru Rodzaj wiązań Cluloza

Wiązani van dr Waalsa Rodzaj wiązań N, Ar, Kr, X oddziaływani wyindukowanych momntów dipolowych. http://www.smart-lmnts.com

Kryształy T = n t Struktura krystaliczna 1 1 + nt + n3t3 V ( r ) = V ( r + T ) wktory translacji prymitywnych Sić (węzły sici) jst rgularnym i priodycznym układm punktów w przstrzni. Jst ona matmatyczna abstrakcją; z strukturą krystaliczną mamy do czyninia jdyni wtdy, gdy baza atomów jst przyporządkowana jdnoznaczni do każdgo węzła sici. Kryształ Ciało amorficzn

Kryształy T = n t Struktura krystaliczna 1 1 + nt + n3t3 wktory translacji prymitywnych

Kryształy T = n t Struktura krystaliczna 1 1 + nt + n3t3 wktory translacji prymitywnych

Kryształy T = n t Struktura krystaliczna 1 1 + nt + n3t3 wktory translacji prymitywnych Wktory translacji prymitywnych ni są wybran jdnoznaczni!

Kryształy T = n t Struktura krystaliczna 1 1 + nt + n3t3 wktory translacji prymitywnych Wktory translacji prymitywnych ni są wybran jdnoznaczni!

Kryształy T = n t Struktura krystaliczna 1 1 + nt + n3t3 wktory translacji prymitywnych Można na wil sposobów wybrać komórkę lmntarną. Zwykl chcmy, żby komórka taka: miała możliwi najwyższą symtrię, najmnijszą objętość Komórka prosta: komórka lmntarna o najmnijszj objętości Komórka prosta

Kryształy T = n t Struktura krystaliczna 1 1 + nt + n3t3 wktory translacji prymitywnych Komórka Wignra-Sitza C. Kittl

Kryształy T = n t Struktura krystaliczna 1 1 + nt + n3t3 wktory translacji prymitywnych Bazą moż być pojdynczy atom, jon, zbiór atomów, np. dla białk 10 5.

Struktura krystaliczna Kryształy T = n t 1 1 + nt + n3t3 R 0 j Baza R nj R = 0 j + T wktory translacji prymitywnych Bazą moż być pojdynczy atom, jon, zbiór atomów, np. dla białk 10 5.

Struktura krystaliczna Kryształy B n t 1 A B' A' = CD = t1 (1 cos ϕ ) j -j cos ϕ = (1 n) / C A t 1 B D

Sici Bravais T = n t Struktura krystaliczna 1 1 + nt + n3t3 wktory translacji prymitywnych

Struktura krystaliczna Sici Bravais Istnij 14 możliwych sici wypłniających przstrzń. Sici t noszą nazwę sici Bravais. Tworzą on 7 układów krystalograficznych August Bravais 1811-1863

Struktura krystaliczna Sici Bravais Rgularna Istnij 14 możliwych sici wypłniających przstrzń. Sici t noszą nazwę sici Bravais. a = b = c α = β = γ = 90 Tworzą on 7 układów krystalograficznych Ttragonalna α = β = 90 a = b c γ = 10 α = β = γ = 90 Hksagonalna Rombowa a = b c a b c α = β = γ = 90 Rombodryczna a = b = c α = β = γ < 10 90 Jdnoskośna a b c α = γ = 90 β 90 a b c α β γ Trójskośna

Struktura krystaliczna Sici Bravais Przykład: struktura najgęstszgo upakowania

Struktura krystaliczna Sici Bravais Przykład: struktura najgęstszgo upakowania 1 warstwa A

Struktura krystaliczna Sici Bravais Przykład: struktura najgęstszgo upakowania 1 warstwa A warstwa B

Struktura krystaliczna Sici Bravais Przykład: struktura najgęstszgo upakowania 1 warstwa A warstwa B 3 warstwa A B A B

Struktura krystaliczna Sici Bravais Przykład: struktura najgęstszgo upakowania 1 warstwa A warstwa B 3 warstwa C A B C

Struktura krystaliczna Sici Bravais Przykład: struktura najgęstszgo upakowania hxagonal clos-packd (HCP) Sić hksagonalna z bazą Sić fcc

Struktura krystaliczna Sici Bravais Przykład: struktura najgęstszgo upakowania hxagonal clos-packd (HCP) Sić hksagonalna z bazą Sić fcc

Struktura krystaliczna Sici Bravais Przykład: struktura najgęstszgo upakowania hxagonal clos-packd (HCP) Sić hksagonalna z bazą

Struktura krystaliczna Sici Bravais Przykład: struktura najgęstszgo upakowania Sić fcc

Struktura krystaliczna Sici Bravais Przykład: struktura najgęstszgo upakowania Sić fcc

Struktura krystaliczna Sici Bravais Przykład: struktura najgęstszgo upakowania Sić fcc

Oznaczni węzłów Kryształy T = n t 1 1 + nt + n3t3 wktory translacji prymitywnych Wskaźniki węzłów: Sić fcc 001 011 ½ ½ 1 101 111 Krawędzi komórki lmntarnj [ n a, n a n a ] 1 1, 3 3 Wskaźniki węzła ½ 0½ 1½ ½ 0½ ½ ½1 ½ 000 010 100 ½ ½0 110

Oznaczni węzłów Kryształy T = n t 1 1 + nt + n3t3 wktory translacji prymitywnych Wskaźniki węzłów: Sić fcc 001 011 ½ ½ 1 101 111 Krawędzi komórki lmntarnj [ n a, n a n a ] 1 1, 3 3 Wskaźniki węzła n 1 n n3 ½ 0½ 000 1½ ½ 0½ ½ ½1 ½ 010 100 ½ ½0 110

Oznaczni kirunków Kryształy Wskaźniki kirunków: [ u v w] Zbiór najmnijszych liczb całkowitych względni pirwszych u,v,w, któr mają się do sibi tak, jak rzuty wktora równolgłgo do dango kirunku na osi krystaliczn. Sić fcc [001] 011 ½ ½ 1 [11] [101] [111] Krawędzi komórki lmntarnj [ n a, n a n a ] 1 1, 3 3 Wskaźniki węzła n 1 n n3 ½ 0½ 1½ ½ 000 0½ ½ ½1 ½ [010] [100] ½ ½0 [110]

Oznaczni kirunków Kryształy Wskaźniki kirunków: [ u v w] Zbiór najmnijszych liczb całkowitych względni pirwszych u,v,w, któr mają się do sibi tak, jak rzuty wktora równolgłgo do dango kirunku na osi krystaliczn. [ u v w] Liczbę ujmną zaznaczamy minusm nad wskaźnikim Sić fcc [001] 011 ½ ½ 1 [11] [101] [111] 0½ ½ ½ 0½ ½1 ½ 1½ ½ [ 001] [ 001] 000 [010] [100] ½ ½0 [110]

Oznaczni płaszczyzn Kryształy Nalży podać trzy odcinki A, B, C, któr płaszczyzna odcina na osiach sici. Odcinki t wyrażamy w jdnostkach osiowych i zapisujmy 1/A, 1/B, 1/C i sprowadzamy do najmnijszgo wspólngo mianownika D. ( h k l) D D h =, k =, l = A B Np.: A=, B=3, C=6, płaszczyzna (3,,1) D C C W domu: obliczyć odlgłości między koljnymi płaszczyznami o symbolu (h,k,l). 000 B A

Oznaczni płaszczyzn Kryształy Nalży podać trzy odcinki A, B, C, któr płaszczyzna odcina na osiach sici. Odcinki t wyrażamy w jdnostkach osiowych i zapisujmy 1/A, 1/B, 1/C i sprowadzamy do najmnijszgo wspólngo mianownika D. ( h k l) D D h =, k =, l = A B Np.: A=, B=3, C=6, płaszczyzna (3,,1) D C C [31] W domu: obliczyć odlgłości między koljnymi płaszczyznami o symbolu (h,k,l). 000 B A

Oznaczni płaszczyzn Kryształy Nalży podać trzy odcinki A, B, C, któr płaszczyzna odcina na osiach sici. Odcinki t wyrażamy w jdnostkach osiowych i zapisujmy 1/A, 1/B, 1/C i sprowadzamy do najmnijszgo wspólngo mianownika D. ( h k l) D D h =, k =, l = A B Np.: A=, B=3, C=6, płaszczyzna (3,,1) D C C W domu: obliczyć odlgłości między koljnymi płaszczyznami o symbolu (h,k,l). 000 B A

Kryształy Oznaczni płaszczyzn Nalży podać trzy odcinki A, B, C, któr płaszczyzna odcina na osiach sici. Odcinki t wyrażamy w jdnostkach osiowych i zapisujmy 1/A, 1/B, 1/C i sprowadzamy do najmnijszgo wspólngo mianownika D. ( h k l) D D h =, k =, l = A B D C (100) (110) (111)

Oznaczni płaszczyzn Kryształy (110) (10) (1) (100) (110) (111)

Oznaczni płaszczyzn Kryształy http://pl.wikipdia.org/wiki/wskaźniki_millra

Krystalografia Kryształy Strukturę krystaliczną badamy za pomocą dyfrakcji fotonów, nutronów, lktronów lub innych lkkich cząstczk T. Stacwicz & A. Witowski

Krystalografia Kryształy 191 Max von Lau zauważył, ż długości fali prominiowania X są porównywaln z odlgłościami międzyatomowymi w krysztal. Sugstia ta została szybko potwirdzona przz Waltra Fridricha i Paula Knippinga Modl kryształu. Zbiór odbijających równolgłych płaszczyzn o odlgłościach między płaszczyznowych d d sinθ = nλ Max von Lau 1879-1960 np. λ=1,54 Å, a = 4 Å, kryształ o symtrii rgularnj, pirwszy rflks θ = 11 P. Atkins

Krystalografia Kryształy Widmo ciągł

Krystalografia Kryształy Widmo charaktrystyczn

Krystalografia Mtoda Laugo Kryształ oświtlony jst światłm białym. W wyniku rozprosznia fal o różnych długościach zostają rozproszon w różnych kirunkach. Otrzymujmy na kliszy różn punkty dla różnych kolorów (długości fali). Układ plamk ma symtrię taką jak kirunk w krysztal, wzdłuż którgo pada fala T. Stacwicz & A. Witowski

Mtoda Dbay a-schrra Krystalografia Ptr Josph Dby 1884 1966 Paul Schrrr 1890-1969 T. Stacwicz & A. Witowski

Mtoda Dbay a-schrra Krystalografia Badanym ośrodkim jst proszk z chaotyczna orintacją kryształów w przstrzni. Oświtla się go falą monochromatyczną. Rozproszni na różni zorintowanych kryształach powoduj powstani na kliszy łuków odpowiadających płaszczyznom, na których możliw było ugięci prominia T. Stacwicz & A. Witowski

Krystalografia Czynnik atomowy NaCl P. Atkins Obi sol mają tę samą strukturę krystaliczną, dlaczgo dyfraktogramy różnią się?

Krystalografia Czynnik atomowy P. Atkins Obi sol mają tę samą strukturę krystaliczną, dlaczgo dyfraktogramy różnią się?

Krystalografia Czynnik atomowy K + i Cl - mają taką samą liczbę lktronów. Podobni rozpraszają. Dla pwnych kirunków występuj intrfrncja dstruktywna (całkowit wygaszni) Na + i Cl - - poniważ fal są różni rozpraszan przz różn atomy, brak jst całkowitgo wygaszania. Pojawia się więc czynnik atomowy

Krystalografia Czynnik atomowy T. Stacwicz & A. Witowski Rozpraszani na gazi atomowym. Rozprasza chmura lktronowa. k = k ' = k ξkξ kξ 1 = ξ cosα = = kξ k k ' ξ = k ( k k ') ξ kξ = = k k π ϕ = = k = kξ λ

Krystalografia Czynnik atomowy gęstość ładunku Ψ Ψ 0 1 = = A xp[ i( kr r A xp[ i( kr r ωt)] ρ ( ξ = 0) ωt kξ )] ρ ( ξ ) Fala rozproszona Ψ = A r xp[ i( kr ωt)] ρ ( ξ ) xp( i kξ ) d Atomowy czynnik rozpraszania 3 ξ 1 = 3 f ρ ( ξ )xp( i kξ ) d ξ

Krystalografia Czynnik atomowy Np. rozkład lktronów o symtrii kulistj gęstość ładunku = ξ ξ ξ ρ 3 ) )xp( ( 1 d k i f Atomowy czynnik rozpraszania = = = ) (cos ) cos )xp( ( 1 ) )xp( ( 1 3 θ ξ θ ξ ξ ρ ξ π ξ ξ ξ ρ d d k i d k i f ξ ξ ξ ξ ρ ξ π ξ ξ ξ ξ ξ ρ ξ π d k k d k i k i k i = = ) sin( ) ( 4 ) xp( ) xp( ) ( Dla małych kątów rozproszń 0 ξ k Z f =

Krystalografia Czynnik atomowy Np. rozkład lktronów o symtrii kulistj gęstość ładunku Atomowy czynnik rozpraszania f oznacza stosunk amplitudy prominiowania rozproszongo przz rzczywisty rozkład lktronów w atomi do amplitudy prominiowania rozproszongo przz jdn lktron punktowy. = = = ) (cos ) cos )xp( ( 1 ) )xp( ( 1 3 θ ξ θ ξ ξ ρ ξ π ξ ξ ξ ρ d d k i d k i f ξ ξ ξ ξ ρ ξ π ξ ξ ξ ξ ξ ρ ξ π d k k d k i k i k i = = ) sin( ) ( 4 ) xp( ) xp( ) ( Dla małych kątów rozproszń 0 ξ k Z f =

Krystalografia Czynnik atomowy Dla małych kątów rozpraszania f = Q (całkowity ładunk) f Atomowy czynnik rozpraszania 1 = 3 ρ ( ξ )xp( i kξ ) d ξ

Krystalografia Gomtryczny czynnik strukturalny Fala rozproszona na jdnym atomi: Ψ = A i ( k ' r ωt ) f Fala rozproszona na wszystkich atomach: Ψ = A n j f j i( k ' r ωt) i kr nj j f j i k R 0 j R 0 j Baza R nj R = 0 j + T

Krystalografia Gomtryczny czynnik strukturalny Fala rozproszona na jdnym atomi: Ψ = A i ( k ' r ωt ) f Fala rozproszona na wszystkich atomach: Ψ = A n j f j i( k ' r ωt) i kr nj Atomy w bazi j f j i k R 0 j R 0 j Baza R nj R = 0 j + T

Krystalografia Gomtryczny czynnik strukturalny Fala rozproszona na jdnym atomi: Ψ = A i ( k ' r ωt ) f Fala rozproszona na wszystkich atomach: Ψ = A n j f j i( k ' r ωt) i kr nj Atomy w bazi Priod sici j f j i k R 0 j R 0 j Baza R nj R = 0 j + T

Krystalografia Gomtryczny czynnik strukturalny Fala rozproszona na jdnym atomi: Fala rozproszona na wszystkich atomach: ( ) f A t r k i ω Ψ = ' = = Ψ = + + 3 3 3 1 1 1 0 3 1 1 0 ) ' ( ) ( ) ' ( ) ' ( n t kn i n t kn i n t kn i j kr i j t r k i n t n t n t n k i j kr i j t r k i n j kr i t r k i j f A f A f A j j nj ω ω ω

Gomtryczny czynnik strukturalny n 1 i kn t 1 1 n i kn t Krystalografia n 3 i kn t 3 3 Czynnik tn osiąga maksymalną wartość gdy: i kt j =1 Są to warunki Laugo, równoważn warunkowi Bragga kt1 kt kt 3 = πh = πk = πl

Krystalografia Gomtryczny czynnik strukturalny l kt k kt h kt π π π 3 1 = = = Wygodni jst wprowadzić 3 wktory niwspółpłaszczyznow i i ij i j a g t t t t t g t g π π πδ ) ( 3 1 3 1 = = = Dowolny wktor: spłnia warunki Laugo, Zatm, rflksy występują gdy: G k = 3 1 g l kg hg G + + =

Gomtryczny czynnik strukturalny Wygodni jst wprowadzić 3 wktory niwspółpłaszczyznow Krystalografia i kt igt j j = G t = hg t = π n h + n k + n ( + kg + l g )( n t + n t + n ) 1 3 1 1 3t3 ( l) G 1 3 Gomtryczny czynnik strukturalny F ( hkl) = f xp ( iπ ( n h + n k + n l) ) j j 1 1 1 G = hg 1 kg l g3 g g + 1 j + ti = πδij t t3 = π t ( t t 1 3 )

Gomtryczny czynnik strukturalny Krystalografia Przykład: Dla kryształu Li i kryształu TlBr (sici typu bcc rgularna przstrznni cntrowana) znalźć możliw wartości gomtryczngo czynnika strukturalngo. F F F r r Li 1 = = (0,0,0) 1, 1, 1 ( hkl) = f xp ( iπ ( n h + n k + n l) ) TlBr j j 1 3 Li Li 1 1 1 = ftl xp iπ 0 + 0 + 0 + f Br xp iπ h + k + l 1 1 1 ( hkl) = f xp( iπ ( 0 + 0 + 0) ) + f xp iπ h + k + l ( hkl) ( ( ))

Gomtryczny czynnik strukturalny Krystalografia Przykład: Dla kryształu Li i kryształu TlBr (sici typu bcc rgularna przstrznni cntrowana) znalźć możliw wartości gomtryczngo czynnika strukturalngo. F F r r Li 1 = = (0,0,0) 1, 1, 1 1 1 ( hkl) = f xp( iπ ( 0 + 0 + 0) ) + f xp iπ h + k + l Li 1 ( hkl) = f xp ( iπ ( n h + n k + n l) ) j j 1 3 Li F ( hkl) = f ( 1+ xpiπ ( h + k l) ) Li Li + niparzyst parzyst

Gomtryczny czynnik strukturalny Krystalografia Przykład: Dla kryształu Li i kryształu TlBr (sici typu bcc rgularna przstrznni cntrowana) znalźć możliw wartości gomtryczngo czynnika strukturalngo. F F r r 1 = = (0,0,0) 1, 1, 1 ( hkl) = f xp ( iπ ( n h + n k + n l) ) TlBr j j 1 1 1 1 1 1 ( hkl) = f xp( iπ ( 0 + 0 + 0) ) + f xp iπ h + k + l Tl F ( hkl) = f + f xpiπ ( h + k l) Li Tl Br + Br

Nutrony Krystalografia Nutrony gnrowan w raktorz są spowalnian w wyniku zdrzń z modratorm (grafitm) do V = 4 km/s, co odpowiada nrgii E=0.08 V a nrgia ta odpowiada λ = 1 Å Nutrony oddziaływają z : jądrami (można wyznaczyć gęstość prawdopodobiństwa znalzinia jądr), wyznaczyć krzyw dysprsyjn fononów momntami magntycznymi jądr. E = Mλ M=1,675 10-4 g 0,8 λ( Α o ) = E(V) 1 Å dla E=0,08 V J. Gintr

Elktrony Krystalografia Elktrony mają ładunk lktryczny i oddziaływają silni z matrią, wnikają bardzo płytko. Zjawisko ugięcia lktronów pozwala na badania E strukturaln powirzchni oraz bardzo cinkich warstw = Mλ M=0,911 10-7 g 1 λ( Α o ) = E(V) 1 Å dla E=144 V T. Stacwicz & A. Witowski

Elktrony Krystalografia Elktrony mają ładunk lktryczny i oddziaływają silni z matrią, wnikają bardzo płytko.

Krystalografia Elktrony Rafał Dunin-Borkowski Magntic domains in a thin cobalt film Th colors in th imag show th diffrnt dirctions of th magntic fild in a layr of polycrystallin cobalt that has a thicknss of only 0 nm. Th fild of viw is approximatly 00 microns http://www.rafaldb.com/picturs-micrographs/indx.html

Krystalografia Elktrony Rafał Dunin-Borkowski Magntic nanotubs.th nanotubs wr fabricatd in th Univrsity of Cambridg Enginring dpartmnt by Yasuhiko Hayashi, who grw thm using a Cobalt-Palladium catalyst. This alloy rmains prsnt in th nds of th nanotubs, and is magntic. Th nanotubs you s hr hav a 70-100 nm diamtr. http://www.rafaldb.com/picturs-micrographs/indx.html

Krystalografia Elktrony Rafał Dunin-Borkowski This imag won First Priz in th "Scinc Clos-Up" catgory in th Daily Tlgraph Visions of Scinc comptition. Th imag shows a multi-walld carbon nanotub, approximatly 190 nm in diamtr, containing a 35-nm-diamtr iron crystal ncapsulatd insid it. Elctron holography has bn usd to obtain a map of th magntic fild surrounding th iron particl, at a spatial rsolution of approximatly 5 nm. http://www.rafaldb.com/picturs-micrographs/indx.html

Krystalografia Elktrony Rafał Dunin-Borkowski Th imag shows th magntic fild lins in a singl magntosom chains in a bactrial cll. Th fin whit lins ar th magntic fild lins in th cll, which wr masurd using offaxis lctron holography. http://www.rafaldb.com/picturs-micrographs/indx.html

Studia Ii stopnia IN Studia II stopnia na makrokirunku Inżyniria nanostruktur odbywają się w ramach trzch ściżk kształcnia: Fotonika (Photonics), Modlowani Natostruktur i Nowych Matriałów (MONASTR) (Modling of Nanostructurs and Novl Matrials), Nanotchnologi Charaktryzacja Nowych Matriałów (NiChNM) (Nanotchnologis and th Charactrization of Novl Matrials). Studnci mają do wyboru zajęcia profilowan na zdobyci spcjalistyczngo wykształcnia związango z nanotchnologiami, zagadniniami będącymi aktualnymi problmami naukowymi i ralizacji programu studiów II stopnia w współpracy z grupami badawczymi.

Studia Ii stopnia IN Po pirwszym smstrz II tapu studiów, studnci mogą wybrać ściżkę kształcnia. W tym clu muszą udać się do opikuna danj ściżki, który przdstawi możliwości wykonywania prac magistrskich oraz ich opikunów. Opikun będzi ustalał z każdym studntm indywidualny program studiów w zakrsi wybiranych przdmiotów Stypnida 1000 zł/mis Wyjazdy na dowoln konfrncj w Europi Zajęcia dokształcając i warsztaty naukow Pomoc w znalziniu zatrudninia