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

Podobne dokumenty
Elementy teorii powierzchni metali

Położenia, kierunki, płaszczyzny

STRUKTURA CIAŁA STAŁEGO

Wykład 5. Komórka elementarna. Sieci Bravais go

Fizyka Ciała Stałego

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

Wykład 4: Struktura krystaliczna

Elementy teorii powierzchni metali

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

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

Wykład 5 Otwarte i wtórne operacje symetrii

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

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

Rozwiązanie: Zadanie 2

ROZDZIAŁ I. Symetria budowy kryształów

STRUKTURA KRYSTALICZNA

Fizyka Ciała Stałego. Struktura krystaliczna. Struktura amorficzna

Fizyka Ciała Stałego. Struktura krystaliczna. Struktura amorficzna

Podstawowe pojęcia opisujące sieć przestrzenną

Fizyka powierzchni. Dr Piotr Sitarek. Katedra Fizyki Doświadczalnej, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

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

Krystalochemia białek 2016/2017

Nanotechnologia. Wykład IV

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

Elementy symetrii makroskopowej.

1. Elementy (abstrakcyjnej) teorii grup

Konwersatorium z chemii ciała stałego Specjalność: chemia budowlana ZESTAW 3. Symetria makro- i mikroskopowa

STRUKTURA MATERIAŁÓW

Wykład II Sieć krystaliczna

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

FIZYKA POWIERZCHNI I NANOSTRUKTURY. Wykład odbędzie się w II semstrze 2005/2006

Arkusze zadań do ćwiczeń z podstaw fizyki ciała stałego Marek Izdebski

Grupy przestrzenne i ich symbolika

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

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

STRUKTURA IDEALNYCH KRYSZTAŁÓW

Metody dyfrakcyjne do wyznaczania struktury krystalicznej materiałów

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

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

Krystalografia. Typowe struktury pierwiastków i związków chemicznych

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

Elementy wiedzy o powierzchni ciała stałego

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej. Mateusz Goryca

Wstęp. Krystalografia geometryczna

Natęż. ężenie refleksu dyfrakcyjnego

Symetria w fizyce materii

Wykład 1. Symetria Budowy Kryształów

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA w elektronice

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

półprzewodniki Plan na dzisiaj Optyka nanostruktur Struktura krystaliczna Dygresja Sebastian Maćkowski

Zastosowanie teorii grup. Grupy symetrii w fizyce i chemii.

Krystalografia. Dyfrakcja na monokryształach. Analiza dyfraktogramów

Prof. nzw. dr hab. Jarosław Mizera & dr inż. Joanna Zdunek

Wykład 14. Elementy algebry macierzy

Rodzina i pas płaszczyzn sieciowych

Krystalografia i krystalochemia Wykład 15 Repetytorium

STRUKTURA KRYSZTAŁÓW

Powierzchnie cienkie warstwy nanostruktury. Józef Korecki, C1, II p., pok. 207

Wskaźnikowanie rentgenogramów i wyznaczanie parametrów sieciowych Wykład 8

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

Podstawy krystalochemii pierwiastki

Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 1 Wydział

Laboratorium z Krystalografii. 2 godz.

FIGURY I PRZEKSZTAŁCENIA GEOMETRYCZNE

Właściwości kryształów

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

NOWA STRONA INTERNETOWA PRZEDMIOTU:

Ćwiczenie 2: Wyznaczanie wskaźników prostych oraz płaszczyzn sieciowych

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

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

Zadania treningowe na kolokwium

ELEMENTY I OPERACJE SYMETRII Symbol Element symetrii Operacja symetrii

Układy krystalograficzne

Promieniowanie rentgenowskie. Podstawowe pojęcia krystalograficzne

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

Kombinacje elementów symetrii. Klasy symetrii.

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

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.

Równania prostych i krzywych; współrzędne punktu

Geometria analityczna

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

Metody badań monokryształów metoda Lauego

ZADANIA PRZED EGZAMINEM KLASA I LICEUM

Materiały do ćwiczeń na II Pracowni Fizycznej Badanie modeli powierzchni krystalicznych metodami dyfrakcyjnymi

Metody badań monokryształów metoda Lauego

Transport jonów: kryształy jonowe

Tradycyjny podział stanów skupienia: fazy skondensowane

RZUTOWANIE PROSTOKĄTNE

Chemiateoretyczna. Monika Musiał. Elementy teorii grup

Narzędzia do geometrycznej charakteryzacji granic ziaren. K. Głowioski

ALGEBRA z GEOMETRIA, ANALITYCZNA,

Kinetyka zarodkowania

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

Strukturalne i termiczne metody charakteryzacji materiałów

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

GRUPY SYMETRII Symetria kryształu

Dydaktyka matematyki III-IV etap edukacyjny (wykłady)

Transkrypt:

Sieć przestrzenna c r b r r r u a r vb uvw = + + w c v a r komórka elementarna V = r r a ( b c) v

Układy krystalograficzne (7) i Sieci Bravais (14) Triclinic (P) a b c, α β γ 90 ο Monoclinic (P) a b c, α = γ = 90 ο, β 90 ο Monoclinic (C) a b c, α = γ = 90 ο, β 90 ο

Orthorhombic (P) a b c, α = β = γ = 90 ο Orthorhombic (C) a b c, α = β = γ = 90 ο Orthorhombic (I) a b c, α = β = γ = 90 ο Orthorhombic (F) a b c, α = β = γ = 90 ο

Hexagonal (P) HCP a= b c, α = β = 90 o, γ = 120 o Rhombohedral (R) a = b = c, α = γ = β 90 ο Tetragonal (P) a= b c, α = β = γ =90 o Tetragonal (I)

Cubic (P) Cubic (I) BCC Cubic (F) FCC a= b = c, α = β = γ = 90 o a= b = c, α = β = γ = 90 o a= b = c, α = β = γ = 90 o

Grupy punktowe (32) zbiór przekształceń symetrii, w których węzeł pozostaje nieruchomy a sieć przechodzi sama w siebie obroty, odbicie zwierciadlane, inwersja Grupy przestrzenne (230) sieci Bravais + grupy punktowe

Proste sieciowe [u,v,w] kierunki symetrycznie równoważne <u,v,w> [1,1,2] np. w układzie regularnym: <100> = [100], [-1 0 0], [010]...

z Płaszczyzny sieciowe - wskaźniki Millera 2 też (323) a r c r b r 3 y x 2 znaleźć współrzędne przecięcia płaszczyzny z osiami : 2, 3, 2 utworzyć odwrotności tych liczb: 1/2, 1/3, 1/2 znaleźć trzy najmniejsze liczby całkowite o tym samym stosunku: 3, 2, 3 liczby te zapisane w nawiasie są wskaźnikami płaszczyzny (hkl) - (323)

Płaszczyzny sieciowe - wskaźniki Millera Przykłady u układzie regularnym Punkt przecięcia: a, 0, 0 Wskaźniki Millera: (111) (222)

Punkt przecięcia: a, a, Wskaźnik Millera: (110)

Punkt przecięcia: a,, Wskaźnik Millera: (100)

Punkt przecięcia: (1/2)a, a, w jednostkach a: 1/2, 1, Wskaźnik Millera: (210)

trzy zaznaczone płaszczyzny są dzięki symetrii równoważne, w układzie regularnym jest ich 6: (100), (010), (001), (100), (010), (001), zbiór równoważnych płaszczyzn oznaczamy: {hkl}, np. {100} W układach regularnych kierunek [hkl] jest prostopadły do płaszczyzny (hkl)

Sieć płaska - dwuwymiarowa r r uv r = u a + v r b b r a r Sieć ukośna V komórka elementarna r r = a ( b c) v S a b r r = r r r S = n ( a b)

b r Dwuwymiarowe sieci Bravais (5) γ a r b r ukośna a r prostokątna b r b r a r kwadratowa, a=b 60 o a r heksagonalna a=b b r b r a r ' a r prostokątna centrowana

Dwuwymiarowe grupy punktowe (10) ukośna 1 2 prostokątna (centrowana) m 2mm 2mm kwadratowa 4 4mm heksagonalna 3 6 3mm 6mm 3 6

Sieci dwuwymiarowe, dwuwymiarowe grupy punktowe (10), grupy przestrzenne (17) Układ i symbol sieci Grupa punktowa Symbole grup przestrzennych pełne skrócone Nr grupy przestrzennej 1 p1 p1 1 skośny(p) 2 p211 p2 2 prostokątny (p) m p1m1 p1g1 c1m1 pm pg cm 3 4 5 prostokątny centrowany (c) p2mm p2mg p2gg c2mm pmm pmg pgg cmm 6 7 8 9 4 p4 p4 10 2mm kwadratowy (p) 4mm p4mm p4gm p4m p4g 11 12 3 p3 p3 13 heksagonalny (p) 3m p3m1 p31m p3m1 p31m 14 15 6 p6 p6 16 6m p6mm p6m 17

Przykłady struktur powierzchniowych dla kryształów regularnych FCC BCC (100) (110) (111)

FCC a HCP A B A C HCP FCC ABAB ABCABC

(100) Energie powierzchniowe, gęstość upakowania, koordynacja upakowanie fcc (111) > fcc (100) > fcc (110) (110) fcc (111) bcc

Powierzchnie wicynalne płaszczyzna wysoko-wskaźnikowa= tarasy płaszczyzny nisko-wskaźnikowej + stopnie n r n r 0 n r

Powierzchnie wicynalne FCC(811)

Struktura podłoże/powierzchnia (adsorbat) b b a 2 2 na a fcc(100) Notacja Wood a Adsorbat A na powierzchni (hkl) podłoża S r a' r b' S( hkl) r = p a r = q b + p q A S( hkl) + ( p q) Rφ A ( 2 2) R45 c( 2 2) nieelementarna komórka

Notacja macierzowa W ogólnym przypadku wektory a i b oraz a i b można zapisać jako: a = P 11 i + P 12 j a = S 11 i + S 12 j b = P 21 i + P 22 j b = S 21 i + S 22 j Transformację między a i b oraz a i b określa macierz G S = GP, lub G = SP -1 det G = r r a' b' r r a b r a' r b' = G G 11 21 G G 12 22 r a r b Mówi o względnej symetrii

Notacja macierzowa 2 2 na fcc(001) b b G = 2 0 0 2 a a ( 2 2) R45 G = 1 1 1 1

Struktura podłoże/powierzchnia (adsorbat) c( 2 2) na fcc(110) ( 3 3) R30 na fcc(111) Notacja Wood a ograniczona tych samych skręceń ( 3 3) R30 na fcc(111) G = 2 1 1 1

c( 2 2) ( 2 2) R45

G = 2 0 0 2

(3x1) (1x3) G = 1 0 0 3

G = 2 0 0 1 (2x1) na fcc(110) nierównoważne z (1x2) na fcc(110)

( 3 3) R30 na fcc(111) G = 2 1 1 1

2x2

2x2

Relaksacja Gęsto upakowane powierzchnie: FCC(111), BCC(110) -mała relaksacja d 1-2 1% Otwarte powierzchnie FCC(110), BCC(100) -duża relaksacja d 1-2 5-10% Np. Cu(110) d 1-2 5-8% (-) d 2-3 2-3% (+)

Rekonstrukcja Rekonstrukcja może prowadzić do podobnych zmian co adsorpcja

Si (struktura diamentu) 2x FCC

Niezrekonstruowana powierzchnia Si(100)-(1x1) Zrekonstruowana powierzchnia Si(100)-(2x1) Atomy powierzchniowe krzemu tworzą wiązanie kowalencyjne z powierzchniowymi sąsiadami

Si(111)

Rekonstrukcja Si(111)-7x7

Rekonstrukcja Si(111) -(7x7)

Rekonstrukcja Au(100)-hex (20x5) 1.44 nm

Rekonstrukcja Au(111) 1x1µm 2 400x400nm

Rekonstrukcja Au(111) 23x 3 7 nm S. Schneider et al., Langmuir 2002

Rzeczywiste struktury powierzchniowe idealna powierzchnia Relaksacja Rekonstrukcja Domeny Adsorpcja Defekty...

ad-atom taras załom monoatomowy stopień krawędź załomu luka

załom (kink) monoatomowy stopień

Miejsca adsorpcyjne 1-krotne (on-top) 2-krotne (bridge) 3-krotne (hollow) 4-krotne (hollow) fcc(100) bcc(110) fcc(111)