Kĩ thuật phân tích vật liệu rắn - Cấu trúc tinh thể, mạng đảo

Tương tác của sóng điện từ với chất rắn :

Tia X

Tử ngoại đến hồng ngoại

Sóng cm

Kế hoạch học môn : Kỹ thuật phân tích vật liệu rắn
Nội dung Người trình bày





 !"#$%%
#&&&'( )

 * && + !   '  ,
#-

 * && .(%/0   !   '
,#-

&-
*(,1()
2'&2-3
+456
+456
+456

0
0
+456

Nội dung Người trình bày

 % 5  '   #  &
&&(,&2-

,&2('
,!##&&&'

,&2, ''(7
'!##&&&'

'&&&(,

8$$& %

 % #   '  ' ' 9 / ': ;
$<

3"#'$ 98*=<!#$%%
'&&&-
3
>?&
@
0
0
0

+456
0
0
A!
Kỹ thuật phân tích vật liệu rắn
Kỹ thuật phân tích vật liệu rắn

Tài liệu tham khảo môn
Kỹ thuật phân tích vật liệu rắn
Kỹ thuật phân tích vật liệu rắn
31.Charles Kittel . Introduction to Solid State Physics . Seventh Edition
"B!=& $+
"CD!.* 
"CE!A=-
2.Lê Công Dưỡng . Kỹ thuật phân tích cấu trúc bằng tia Rontghen
"F!4%G=-
"FF!*) ,-
"FFF!*) ,-
33. Lê khắc Bình . Ứng dụng phổ học biến điệu để nghiên cứu tính chất
quang của Chất rắn. '##$&H'H&-@ 
BIII-;

4. Lê Khắc Bình . Xác đònh các hằng số quang và độ dày của màng mỏng
bằng phương pháp quang. '##$&H'H&-
@ BIIC-
5. W. Orton . Electron Paramagnetic Resonance .
"F!F -
E-Semiconductors and Semimetals. Vol 9 : Modulation Techniques-
8(%=-4-J$$ K$( "- -K* -L/M -+-CNOB-
"C-8$  P$

"Q-8$ ( &
"D-@ $J$A$0& &%
"E-8$ /R$8PP.$ RP
0 F$ -
O- Harland G. Tompkins . William A. McGahan . Spectroscopic
Ellipsometry and Reflectometry : A User’s Guide- S J$% T 0
F-:CNNN-3
Tài liệu tham khảo môn : Kỹ thuật phân tích vật liệu rắn


Mở đầu
Nhiễu xạ tia X là một kỹ thuật mạnh để
đồng nhất các vật thể kết tinh.
Phương pháp này còn cho các thông tin khác như
* Kích thước của hạt trong vật liệu đa tinh thể
* Mức độ đònh hướng ưu tiên của các hạt
Bài giảng này gồm 4 phần
chính :

Tinh thể chất rắn

Tia X

Sự nhiễu xạ tia X bởi tinh
thể chất rắn

Các phương pháp nhiễu xạ


Caỏu truực tinh theồ

Maùng ủaỷo

Cấu trúc tinh thể
Tinh thể là sự sắp xếp tuần hoàn trong
không gian của các nguyên tử hoặc phân tử
Tinh thể = Mạng tinh thể + Cơ sở

Mạng tinh thể
- vectơ tònh tiến cơ sở
có thể chọn tùy ý
vectơ tònh tiến của mạng tinh thể
332211n
anananT


++=
321
a,a,a


Mạng tinh thể
332211n
anananT


++=
Tùy cách chọn
n
1

, n
2
và n
3
có thể là số nguyên hoặc số phân

Tất cả n
1
, n
2
và n
3
đều là số nguyên :
các vectơ - vectơ tònh tiến nguyên tố

Chỉ một trong các số n
1
, n
2
và n
3
không phải số
nguyên :
các vectơ - vectơ tònh tiến đơn vò
321
a,a,a

321
a,a,a


321
a,a,a


Ô nguyên tố và ô đơn vò

Ô nguyên tố chỉ chứa một nút mạng.

Ô nguyên tố có thể có các dạng hình học khác
nhau nhưng luôn có thể tích nhỏ nhất và bằng nhau.
Ô nguyên tố được tạo thành từ các
vectơ nguyên tố
Ô đơn vò từ các vectơ đơn vò
321
a,a,a

321
a,a,a


Sự đối xứng của mạng tinh thể
Yếu tố đối xứng : phép biến đổi không gian làm
cho mạng tinh thể trùng lại với chính nó.

Đối xứng tònh tiến

Các trục quay C
1
, C
2

, C
3
, C
4
và C
6
.

Mặt phẳng phản xạ gương m.

Tâm đảo I .

Mỗi hệ tinh thể có một tập tối thiểu
của các yếu tố đối xứng
Hệ tinh thể Số yếu tố đối xứng tối thiểu
@'
U'
@ 
&
&
0&
+&&
"
C
9<
"
B
V9"
B
1F<

Q "
B
V9"
B
1F<
"
Q
V9"
Q
1F<
"
D
V9"
D
1F<
"
E
V9"
E
1F<
D "
Q

Các mạng tinh thể cơ bản . Mạng Bravais
Chỉ cần 4 tập a
1
và a
2
khác nhau từ đó
tạo thành 5 ô Bravais có thể dùng để

lấp đầy không gian của mạng tinh thể
2 chiều.
Chỉ cần 7 tập a
1
, a
2
và a
3
khác nhau từ
đó tạo thành 14 ô Bravais có thể dùng
để lấp đầy không gian của mạng tinh
thể 3 chiều.


MạngĐặc điểm của ô
A
C
≠
B
Wγ≠NI

A$
C
X
B
WγXCBI

A
C
X

B
WγXNI

AG
C
≠
B
WγXNI

AGV
C
≠
B
WγXNI

Mạng tinh thể hai chiều

Hệ tam tà
Hệ đơn tà
Hệ trực thoi
Hệ ba phương
Hệ bốn phương
Hệ sáu phương
Hệ lập phương

C
X
B
X
Q

W
αXβXγYCBI

:≠NI


C
≠
B
≠
Q
W
α≠β≠γ

C
≠
B
≠
Q
W
αXβXNI

≠γ

C
≠
B
≠
Q
W

αXβXγXNI


C
X
B
≠
Q
W
αXβXγXNI


C
X
B
≠
Q
W
αXβXNI

WγXCBI



C
X
B
X
Q
W

αXβXγXNI

14 ô Bravais
14 ô Bravais
7 tập a
1
và a
2

"GJ /0Z
>?J /0Z#
$&&F
Ô nguyên tố Wigner-Seitz
Ô nguyên tố Wigner-Seitz
CƠ SỞ VẬT LÝ CHẤT RẮN
CƠ SỞ VẬT LÝ CHẤT RẮN


Chỉ số Miller
* nút : hkl
* chiều : [hkl]
* mặt : (hkl)
Một họ mặt song song và cách đều nhau được
biểu thò bằng các chỉ số Miller như nhau.

Khoảng cách d
hkl
giữa họ mặt (hkl) cho các hệ tinh thể

Họ mặt có chỉ số Miller càng nhỏ có khoảng cách

giữa hai mặt kế nhau càng lớn và có mật độ các nút
mạng càng lớn
Khoảng cách giữa các mặt ( hkl )

ClCs
Tinh theå = Maïng Bravais + cô sôû
ClNa
Kim cöông
0 0 0 & ½ 0 0
0 0 0 & ½ ½ ½
0 0 0 & ¼ ¼ ¼

Lục giác xếp chặt
•
• •
•
•
•
•
•
•
•
•
• •
•
•
•
•
Mạng Bravais!$*
Cơ sở!B%##9I:I:I<'9B[Q:C[Q:C[B<

Hệ số lấp đầy9(#2#<!I:OD-
Tỷ số
Q
[
C
X9[<XC:EQQ
Số phối trí!XCB-

\7#
\7#