BÀI GIẢNG 01: KHÁI QUÁT VỀ CẤU TRÚC VẬT RẮN - Full 10 điểm

Vật lý chất rắn

GS.TS. Võ Văn Hoàng
Phịng thí nghiệm Vật lý Tính tốn

Đại học Bách Khoa tp.HCM

CuuDuongThanCong.com 1

/>
Tổng quan về mơn học

• Cấu trúc vật chất: tinh thể, vật liệu lỏng và vơ định hình,
quasicrystals

• Dao động mạng, tính chất nhiệt của vật rắn
• Khí electron tự do
• Vùng năng lượng
• Chất bán dẫn
• Từ tính
• Chất siêu dẫn

Tài liệu tham khảo: Tinh thể NaCl

1. Đào Trần Cao, Cơ sở Vật lý chất rắn, NXB ĐHQG Hà Nội, 2007
2. C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, John Wiley & Sons, 7th Edition, 1996

3. Võ Văn Hoàng, Vật lý kim loại, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2006 2

CuuDuongThanCong.com />
Chương I. Tinh thể chất rắn

• Bài giảng 01: Khái quát về cấu trúc vật rắn
• Bài giảng 02: Cấu trúc tinh thể
• Bài giảng 03: Các loại liên kết trong tinh thể-vật rắn

CuuDuongThanCong.com 3

/>
Bài giảng 01:

Khái quát về cấu trúc vật rắn

Trong thiên nhiên vật rắn tồn tại ở 03 dạng cơ bản: tinh thể
(đơn tinh thể, đa tinh thể), vơ định hình, quasicrystals

Vơ định hình Tinh thể

CuuDuongThanCong.com 4

/>
Tinh thể

• Cấu trúc có tính trật tự: sự
lập lại có tính tuần hồn
những yếu tố cấu trúc
đồng nhất.

• Ví dụ: cấu trúc của nhơm
Al

• Vật liệu thường gặp nhất
trong tự nhiên

Cấu trúc tinh thể của Al

CuuDuongThanCong.com 5

/>
Vật rắn có cấu trúc vơ định hình

Vật liệu tinh thể (minh họa) Vật liệu vơ định hình (minh họa)

• Cấu trúc khơng trật tự (random structure): có trật tự gần như trong
chất lỏng.

• Ví dụ: Mơ hình vơ định hình đơn giản đơn ngun tử.

• Các đại lượng liên quan đến cấu trúc: Hàm phân bố xuyên tâm, h6ệ

số cấu trúc, … CuuDuongThanCong.com />
Hàm phân bố xuyên tâm

CuuDuongThanCong.com 7

/>
Hàm phân bố xuyên tâm của Fe vô định
hình

CuuDuongThanCong.com 8

/>
Phân bố số phối vị trong Fe vơ định hình

CuuDuongThanCong.com 9

/>
Quasicrystals

• Phát minh năm 1984 bởi Dan
Shechtman

• Cấu trúc: có tính đối xứng bậc
5, có trật tự nhưng khơng có
tinh tuần hồn. Thường tìm
thấy trong các hợp kim của
nhôm như: (Al,Ni,Co), (Al, Pd,
Mn), ….

D. Shechtman, I. Blech, D.
Gratias, J.W. Cahn, Phys. Rev.
Letters 53, 1951 (1984)

GS. Dan Shechtman, giải Nobel về hóa học năm 2011

10

CuuDuongThanCong.com />
Quasicrystals

• Quasicrystals có đối xứng bậc

5.

• Tinh thể truyền thống khơng có
đối xứng bậc 5!!

Ảnh nhiễuCuxuDạuontgTiahanCXong.ccomủa quasicrystal Mẫu vật liệu quasicrystal

11

/>
Video 1. Crystallization of Lennard-Jones fluid

CuuDuongThanCong.com 12

/>
Video 2. Mơ hình khí Ar

CuuDuongThanCong.com 13

/>
Video 3. Tinh thể hóa hợp kim Au75Pd25

CuuDuongThanCong.com 14

/>
Video 4. Quasicrystals

CuuDuongThanCong.com 15

/>