Исследование кристаллической решетки твердых тел методом рентгеновской дифрактометрии
ВВЕДЕНИЕ
Изучить конструкцию, область применения и принцип работы рентгеновского дифрактометра общего назначения.
Ознакомиться с методами рентгеноструктурного анализа.
Рентгеноструктурный анализ - это один из дифракционных методов исследования структуры вещества, в основе которого лежит дифракция рентгеновских лучей на анализируемом объекте (трехмерной кристаллической решетки). Полученная в ходе исследований, дифракционная картина напрямую зависит от длины волны рентгеновских лучей, а так же от строения объекта.
Существуют разные методы анализа, с помощью которых изучают металлы, неорганические и органические соединения, сплавы, полимеры, минералы, жидкости и газы, кристаллы и т.д. Рентгеноструктурный анализ (в дальнейшем РСА) - основной метод определения атомной структуры кристалла, которая включает в себя пространственную группу элементарной ячейки, её форму и размеры и определить группу симметрии кристалла.
Оглавление
Введение...................................................................................................................3
Глава 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДА РЕНТГЕНОВСКОЙ ДИФРАКТОМЕТРИИ.............................................................................................4
Открытие рентгеновского излучения..........................................................4
Биография В.К. Рентгена..............................................................................6
TOC \o "1-3" \h \z \u 1.3.Рентгеновское излучение в современном мире11
1.4.Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом121.5.Классификация методов рентгеновской дифрактометрии181.6.Полихроматический метод (метод Лауэ)201.7. Метод порошка(поликристалла, Дебая-Шеррера)....................................24
1.8.Метод вращения кристалла261.9.Рентгеновская дифрактометрия281.10.Рентгеновская дифрактограмма и распределение Пуассона371.11.Высокоразрешающая дифрактометрия381.12.Энергодисперсионная дифрактометрия431.13.Рентгеновская дифракционная топография46Глава 2. ДИФРАКТОМЕТР SHIMADZU XRD-7000.........................................50
2.1. Устройство рентгеновского дифрактометра SHIMADZU XRD-7000......50
2.2. Юстировка дифрактометра по методу внутреннего стандарта..................53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................58
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ........................................................59
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Горелик, С.С. Рентгенографический и электроннооптический анализ /С.С. Горелик, Ю.А. Скаков, Л.Н. Расторгуев. – М.: МИСИС, 2017. - 360 с.
2. Храмов, А.С. Рентгеноструктурный анализ поликристаллов: учебнометодическое пособие для студентов физического факультета: в 2 ч. – Ч.1.Элементы теории, руководство и задания к лабораторным работам / А.С. Храмов.,Р.А. Назипов. - Изд. 2-ое, испр. и доп. – Казань: [б.и.], 2016.- 64 с.
3. Панова, Т.В. Определение фазового состава поликристаллического
вещества: Описание лабораторной работы по курсу «Рентгеноструктурный анализ» /сост. Т.В. Панова, В.И. Блинов. – Омск: Омск. гос. ун-т, 2015. – 19 с.
4. Пахомов, Л.Г. Физические методы исследования неорганических веществ и материалов: учебно-методический материал по программе повышения квалификации «Новые материалы электроники и оптоэлектроники для информационно-телекоммуникационных систем»/ Л.Г. Пахомов - НижнийНовгород: [б.и.], 2017. - 84 с.
5.Гусев, А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А. И. Гусев. – М. : Физматлит, 2007. – 414 с.
6.Берлин, Е. В. Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной тех- нологии / Е. В. Берлин, Л. А. Сейдман. – М. : Техносфера, 2010. – 527 с.
7.Келсалл, Р. Научные основы нанотехнологий и новые приборы : учебник-монография / Р. Келсалл, А. Хэмли, М. Геогеган ; пер. с англ. А. Д. Калашникова. – Долгопрудный : ИД Интеллект, 2011. – 527 с.
8.Процессы плазменного травления в микро- и нанотехнологиях : учеб. пособие / В. А. Галперин [и др.]. – М. : БИНОМ. Лаб. знаний, 2010. – 283 с.
Статья в сборнике (журнале)
9.Осторожно, следующая остановка «наноэра», или Насколько опас- ны наночастицы для легких человека? // Экологический вестник России. – 2009. – № 9. – С. 34–35.
10.Станет ли Россия большой свалкой ядовитых отходов? // Санкт- Петербургские ведомости. – 1994. – 30 марта.
11.Литчфорд, Е. У. С Белой Армией по Сибири [Электронный ресурс] // Восточный фронт Армии Генерала А. В. Колчак
По яркости и расположению пятен можно восстановить информацию о внутренней структуре и ориентации исследуемого кристалла.
Ключевая идея подхода Лауэ заключается в том, что кристалл состоит из множества одинаковых микроскопических объектов, которые размещаются в узлах решетки Бравэ, каждый из которых рассеивает падающее излучение во всех направлениях. Максимумы интенсивности соответствуют тем направлениям, для которых лучи, отраженные каждым из узлов, испытывают интерференцию, условие которой выглядит следующим образом (1.1):
r (k-k')=2πm
Где вектор r является одним из векторов элементарной ячейки, k – волновой вектор падающего излучения, а k – вектор рассеянной волны, m – целое число. Так как число элементарных элементов дискретно, то данное условие при рассеянии полихроматического излучения при фиксированном угле будет выполняться только для определенного дискретного набора длин волн λ.