: thanhlam1910 [email protected] sau: …mientayvn.com/Cao hoc quang dien tu/Semina tren lop/ok_Combine... · Bạn đang truy cập nguồn tài liệu chất lượngcao do phát hành

Bạn đang truy cập nguồn tài liệu chất lượng cao do www.mientayvn.com phát hành.

Đây là bản xem trước của tài liệu, một số thông tin và hình ảnh đã bị ẩn đi. Bạn chỉ xem được toàn bộ tài liệu với nội

dung đầy đủ và định dạng gốc khi đã thanh toán. Rất có thể thông tin mà bạn đang tìm bị khuất trong phần nội dung

bị ẩn.

………………………………………………………………………………………

Liên hệ với chúng tôi: [email protected] hoặc [email protected]

………………………………………………………………………………………

Thông tin về tài liệu

Số thứ tự tài liệu này là (số thứ tự tài liệu dùng để tra cứu thông tin về giá của nó): 1763C

Định dạng gốc: .ppt

………………………………………………………………………………………

Chúng tôi không bán tài liệu này do chúng tôi không phải là tác giả của nó.

Tập tin có cài pass (bạn sẽ nhận được pass sau khi đã thực hiện theo các yêu cầu ở mục 1, 3, 5, 8, 9, 10 trong liên kết

sau: http://mientayvn.com/Trao_doi_tai_nguyen.html):

www.mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/Ki_thuat_phan_tich_vat_lieu_ran_1760_1763/VLCR_Nhieu_xa_tia_X_1763/1763C_G_Laue_method.rar

………………………………………………………………………………………

Các tài liệu được tặng miễn phí kèm theo:

www.mientayvn.com/Tai_lieu_cung_chu_de/1763C.doc………………………………………………………………………………………

Đối với sinh viên, học viên cao học của bộ môn vật lý ứng dụng, khoa vật lí-vật lí kỹ thuật, đại học khoa học tự

nhiên TPHCM: gửi cho chúng tôi địa chỉ mail lớp, chúng tôi sẽ cung cấp thông tin để các bạn truy cập miễn phí tài

liệu.

………………………………………………………………………………………

Đối với sinh viên khoa vật liệu, đại học khoa học tự nhiên TPHCM: các bạn muốn sử dụng tài liệu này phải có

email giới thiệu của một trong các tác giả có bài đăng trên trang web của chúng tôi. Các tác giả này phải công tác tại

khoa vật liệu. Trong email giới thiệu, xin ghi thật ngắn gọn, và đầy đủ thông tin, không cần chào hỏi.

http://www.mientayvn.com/

mailto:[email protected]

http://mientayvn.com/Trao_doi_tai_nguyen.html

http://www.mientayvn.com/Cao hoc quang dien tu/Semina tren lop/Ki_thuat_phan_tich_vat_lieu_ran_1760_1763/VLCR_Nhieu_xa_tia_X_1763/1763C_G_Laue_method.rar

http://www.mientayvn.com/Cao hoc quang dien tu/Semina tren lop/Ki_thuat_phan_tich_vat_lieu_ran_1760_1763/VLCR_Nhieu_xa_tia_X_1763/1763C_G_Laue_method.rar

Chi tiết xin xem tại:

http://mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.html

http://mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.html

PHƢƠNG PHÁP LAUE

GVHD : GS. TS. Lê Khắc Bình

HVTH : Nguyễn Thị Hà Trang

Phạm Thanh Tuân

NỘI DUNG

1 – Cơ sở lý thuyết

2 – Bố trí thực nghiệm để thu được ảnh nhiễu xạ

3 - Ứng dụng và đoán nhận ảnh nhiễu xạ

1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tia X

o Là sóng điện từ với bướcsóng vào khoảng Ao.

Khoảng cách giữa các nguyên

tử trong tinh thể khoảng Ao.

m

2 2

16 19

~ 10 10

~ 3.10 3.10

oA

f Hz

1

Highlight


Sir William Henry Bragg (1862-1942),

William Lawrence Bragg (1890-1971)

Naêm 1915 hai cha con

nhaø hoï Bragg ñöôïc giaûi

thöôûng Nobel veà nhöõng

ñoùng goùp trong lónh vöïc

phaân tích caáu truùc tinh theå

baèng phöông phaùp nhieãu

xaï tia X.

Naêm ñoù W.L. Bragg môùi

25 tuoåi, laø ngöôøi treû nhaát

ñöôïc giaûi thöôûng lôùn naøy.

1

Highlight

Tương tác của sóng với một hạt đơn

Hạt tán tán xạ sóng tới theo mọi hướng.

Trong vật liệu kết tinh: Do các

nguyên tử sắp xếp có trật tự, tuần

hoàn trong không gian nên chùm tán

xạ cộng vào nhau theo một số chiều

và tăng cường nhau để cho các chùm

nhiễu xạ.

Vật liệu rắn :

Nếu các nguyên tử sắp xếp

không có trật tự, khi có sóng tới, các

chùm tán xạ tăng cường và triệt

nhau một cách hỗn loạn. Chúng

không thể tăng cường lẫn nhau theo

một chiều để cho chùm tia nhiễu xạ.

Nhiễu xạ từ hạt đơn và vật liệu rắn

1

Highlight


Khi góc tới bằng góc phản xạ, nếu các tia đến măt gương

đồng pha thì khi phản xạ vẫn đồng pha cho dù chúng đập

vào gương ở điểm nào.

Khi đó : AC = BD : các tia phản xạ từ hai điểm của mặt có

quang lộ như nhau nên hiệu pha giữa chúng không đổi.

1

Highlight


Sự nhiễu xạ từ một họ mặt của mạng tinh thể

Định luật Bragg

Trong đó : d : khoảng cách giữa hai mặt mạng kế cận nhau

: bước sóng của tia X

n : bậc của nhiễu xạ, (n có giá trị nguyên)

1

Highlight


Sự nhiễu xạ trên tinh thể

Phương trình Bragg cho biết điều kiện xuất hiện và

chiều của chùm tia phản xạ trên một họ mặt mạng

nào đó của tinh thể đơn giản P dựa trên giả thiết hạt

tán xạ là một điểm đứng yên ở các nút mạng.

Định luật Bragg :

1) Không cho biết về cường độ và độ rộng của các

đỉnh nhiễu xạ.

2) Bỏ qua sự tán xạ khác nhau từ các nguyên tử khác

nhau.

3) Bỏ qua sự phân bố của điện tích quanh hạt nhân.

1

Highlight


Khi chiếu chùm tia X vào tinh thể, ứng với các cặp giá

trị của thỏa điều kiện nhiễu xạ Bragg

mới cho ảnh nhiễu xạ.

Dựa vào công thức Bragg có thể sử dụng các phương

pháp nhiễu xạ sau để phân tích cấu trúc tinh thể :

Phương pháp quay đơn tinh thể.

Phương pháp Debye Schrerer (phương pháp bột)

: Phương pháp Laue

2 sind n

,

Giữ không đổi , thay đổi

Giữ không đổi , thay đổi

1

Highlight


Nguyên lý tạo ảnh nhiễu xạ Laue

Mạng đảo

Các vectơ cơ sở của mạng đảo :

Hai tính chất quan trọng của mạng đảo :

Vectơ mạng của mạng đảo nối điểm gốc So với một điểmnút của mạng đảo có tọa độ (h,k,l) thì vuông góc với họ mặtmạng (h k l ) của mạng thật.

hklG

1 2 3, ,b b b

1M Hoặc 2

hkl

hkl

MG

d

1 2 3. . .hklG h b k b l b

và

Mỗi nút của mạng đảo biểu thị cho một họ mặt và khoảng

cách giữa hai mặt kế tiếp nhau.

1

Highlight


Mạng đảo

Điều kiện nhiễu xạ viết với vectơ mạng đảo :

Nghiệm của các phương trình Laue cho cực đại nhiễu xạ :

Trong tán xạ đàn hồi, năng lượng photon được bảo toàn nên2

o ok k k k

22 2 2 0o o ok k k G k G k G k G

1 1 2 2 3 3k m b m b m b

(m1, m2, m3 là các số nguyên trong phương trình Laue)

Nếu 1 2 3. . .o mhmkmlk k k G mh b mk b ml b

thì phương trình Laue ứng với một cực đại nhiễu xạ được

thỏa mãn.

1 2 3, ,m mh m mk m ml

1

Highlight


o Nguyên lý tạo ảnh nhiễu xạ Laue

Hình cầu Ewald :

1. Vẽ mạng đảo .

2. Dọc theo phương truyền của

tia X, chọn nút So là điểm gốc

của mạng đảo, dựng vectơ

bức xạ tới :

3. Dựng đường tròn tâm O, bán

kính OSo.

4. Sự nhiễu xạ xuất hiện nếu

mặt cầu đi qua các nút khác

của mạng đảo.

, 1/o o ok OS OS

ok G k

Có thể dùng điều kiện Laue để dựng nên các chấm (vết) nhiễu xạ gọi là nguyên lý

mặt cầu Ewald.

1

Highlight

cân tại O

Om là đường cao,đồng

thời là đường phân giác

góc SoOP

oS OP

2 12 .sin sin

2 sin

o oS P OSd

d

Om chính là mặt phản xạ, tia phản xạ dọc theo OP

thỏa điều kiện nhiễu xạ.

Nếu nút mạng đảo nằm trên mặt cầu Ewald sẽ

cho vết nhiễu xạ trên phim.

1

Highlight



Trong phương pháp Laue, chùm tia X đa sắc, với

, nên dưới cùng một góc tới, vectơ sóng của

chùm tia X có giá trị trong khoảng min max

max min

1 1ok

Các nút đảo nằm trong

khoảng không gian giữa

hai mặt cầu cực trị sẽ

nằm trên một mặt cầu

Ewald nên thỏa điều kiện

nhiễu xạ.

1

Highlight

1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Nguyên lý tạo ảnh nhiễu xạ Laue

Các nút mạng đảo thuộc cùng một vùng sẽ

nằm trên một đường tròn (đồng phẳng).

Nối tâm O với các nút đảo sẽ cắt phim tại các

điểm – vết nhiễu xạ. Các vết này phân bố

trên những đường cong tạo thành các đường

vùng trên ảnh Laue.

Dạng đường vùng của ảnh Laue trên phim

phụ thuộc vào góc - góc giữa trục vùng và

đường sinh của hình nón.

1

Highlight



P

O S0

S1

2 90o

45 (2 90 )o o: Đường vùng Laue có dạng elip

Màn

ph

im

1

Highlight



45 (2 90 )o o : Đường vùng trên ảnh Laue có dạng hyperbol

O

Màn

ph

im

2 90o

1

Highlight



O Màn

ph

im

45 (2 90 )o o

2 90o

: Đường vùng trên ảnh Laue có dạng parabol

1

Highlight

2 – BỐ TRÍ THỰC NGHIỆM ĐỂ THU ĐƢỢC ẢNH NHIỄU XẠ

1

Highlight


Trong phân tích cấu trúc thường dùng ống phát tia X kiểu

điện tử hàn kín.

2.1 – Nguồn tia X trắng

1

Highlight


Tia X

o Được sinh ra khi một điệntích (thường là electron)với năng lượng đủ lớn bịhãm đột ngột.

o Phổ tia X có dạng phổ liên tục trên đó có một số đỉnh.


Phương pháp Laue, dùng chùm tia X đa sắc (tia X trắng)

ống tia làm việc ở chế độ bức xạ liên tục.

1

Highlight

o Phổ tia X liên tục



1

Highlight


Phổ tia X liên tục

Cường độ của bức xạ trắng Iwh :

Trong đó : A là hằng số, m ~ 2 ,

Z : nguyên tử số của bia

V : thế hiệu gia tốc electron

i : dòng chạy qua ống tia X


m

whI AiZV

Ảnh hưởng của dòng

i(mA), thế gia tốc V(keV),

nguyên tử số Z của bia đến

phổ liên tục tia X

1

Highlight


Trong phương pháp Laue, ống phát tia X làm việc ở chế

độ bức xạ liên tục, có cường độ đủ mạnh và vùng phổ

rộng.

Thế hiệu gia tốc Va để ống phát tia X cho phổ liên tục có

thể chọn như sau :

Va < Vo ( với Vo : điện áp kích thích phổ đặc trưng)

chỉ nhận được bức xạ liên tục.

Va >> Vo Cường độ Ilt tăng mạnh, Iđt tăng vừa phải

Iđt/Ilt bé phổ đặc trưng không ảnh hưởng đến kết

quả sử dụng phần phổ liên tục.


1

Highlight


2.2 – Mẫu

Tia X đi qua ống chuẩn trực trở thành chùm tia mảnh, song

song chiếu đến mẫu.

Mẫu đơn tinh thể được đặt ở đầu giác kế của buồng chụp

với định hướng xác định so với chùm tia tới.

Nếu tinh thể trong suốt hoặc mỏng : chụp truyền qua.

Nếu tinh thể không trong suốt hoặc dày : chụp phản xạ.

2.3 – Màn phim

Phim có độ nhạy cao, phẳng, đặt trực giao với chùm tia tới.

Thường dùng loại PT1, PT2 (do Liên Xô sản xuất) , loại

RF64 (của hãng ORWO – CH LB Đức)

1

Highlight


Ảnh Laue truyền qua của tinh thể nhôm (lập

phương) (Bức xạ tungsten, 30kV)

Vết nhiễu xạ nằm trên một

đường elip

2.4 - Phƣơng pháp thu ảnh

Phương pháp truyền qua

1

Highlight


Ảnh Laue phản xạ của tinh thể nhôm (lập

phương) (Bức xạ tungsten, 30kV)

Vết nhiễu xạ nằm trên một

đường hyperbol.

2.4 - Phƣơng pháp thu ảnh

Phương pháp phản xạ

1

Highlight

Sự định hướng

của tinh thểSự đối xứng

của tinh thể

Ảnh nhiễu xạ Laue

Hình chiếu gnomo stereo

Hình chiếu gnomo

3 – ỨNG DỤNG VÀ ĐOÁN NHẬN ẢNH NHIỄU XẠ

Đánh giá chất

lƣợng của tinh thể

1

Highlight

Dựng hình chiếu Gnomo Stereo

0

0

OS

AS . 2

R

R tg

0NS .R ctg

0

0PS 2. . (45 )2

R tg

Hình chiếu Gnomon:

Hình chiếu Gnomon Stereo:

0

R.tg2θ

P

O2θ

S0

A

N

(hkl)

S G

02R.tg(45 )2

1

Highlight

S1 ℓ So L N

M

D

Xaùc ñònh goùc nhieãu xaï öùng vôùi caùc veát nhieãu xaï.

Ño khoaûng caùch ℓ giöõa veát nhieãu xaï S1 vaø veát cuûa tia tôùi So, bieát

khoaûng caùch R töø maãu tinh theå ñeán phim, coù theå xaùc ñònh goùc nhieãu

xaï theo heä thöùc

tg 2 = l / R

Cách thứ 2:

1

Highlight

Đặt lưới Wulf dưới giấy can,

tâm S0 trùng với tâm lưới Wulf.

S0

1

2

11

10

12

9

8

7

6

54

3

13

1514

1817

19

16

24

23

22

21 20

Lưới Wulf

Quay giấy can quanh S0 đến khi S1

nằm trên đường xích đạo của lưới.

S1

Đư

ờng

xíc

h đ

ạo

Từ điểm A

bên kia mép

lưới, đánh

dấu góc

θ1 trên

giấy can

A

1800

90000

θ2 = 300

θ1

1

Highlight

Xác định sự định hướng của tinh thể

Ảnh nhiễu xạ Laue có

trục đối xứng bậc 4x

y

z

[100] x

y

z

[100]Phương [100] được định

hướng // với tia X tới


trục đối xứng bậc 3

[111]

x

y

z

y

z

Phương [111] được định

hướng // với tia X tới

Tia X

Tia X

x

1

Highlight

Dùng giấy can in lại các

vết nhiễu xạ trên phim.

Xác định vết của tia tới S0

(Vết của tia tới có kích thước

lớn nhất và sáng nhất)

Đánh số các vết nhiễu xạ

S0

1

2

11

10

12

9

8

7

6

54

3

13

1514

1817

19

16

24

23

22

21 20

Đo khoảng cách li giữa S0

đến vết nhiễu xạ thứ i (i = 1→24)

Nguồn tia X

đa sắc

Mẫu tinh thể

Màn

phim Dl15S0

2θ

S015 8

Dựng thước chuẩn

1

Highlight

Vết nhiễu xạ ảnh Laue

của tấm nhôm mỏngHình chiếu Gnomo-stereo của các vết nhiễu xạ

Dựng hình chiếu gnomo-

stereo từ ảnh nhiễu xạ Laue:Chọn ảnh laue có nhiều vết nhiễu xạ nhất

Chọn ảnh laue cố nhiều vết rõ nhất

Chọn từ hai đến 3 ảnh nhiễu xạ laue

1

Highlight

Những vết nhiễu xạ nằm trên đường

ellipse thuộc cùng 1 vùng của tinh thể.

Những hình chiếu Gnomo-stereo của các

vết nhiễu xạ thuộc cùng 1 vùng sẽ là

một đường kinh tuyến của lưới Wulf.

Xét các vết

nhiễu xạ của

ellipse nhỏ.

A

B

A

B

Đường chiếu

Gnomo-stereo

1

Highlight

A

B

A

Ba

x’

Đường chiếu Gromo

-stereo cắt đường quỹ

đạo của lưới tại L. Đánh

dấu L.

Đường chiếu

Gnomo-stereo

Đường xích đạo

Từ L, đếm hướng về

trục ax’ một góc 900

Ta được điểm K. Lấy

L làm gốc, dựng vector LK.

Lưới Wulf cố định

L

L1800

900 00

A

Ba

x’

K

Xác định trục vùng và

góc giữa hai trục vùng

1

Highlight

Xoay đoạn thẳng AB trở

lại vị trí ban đầu.

A

B

L

K

K chính là hình chiếu

Gnomon stereo của trục vùng.

Ảnh vết

nhiễu

xạ Laue

của tinh

thể

Như vậy, trục vùng của các vết nhiễu xạ

trên đường ellipse nhỏ chính là vector

K. Tương tự cho đường ellipse lớn.

Giả sử ta được vector EF thì F chính là

hình chiếu Gnomon stereo của trục vùng

của vùng có vết nhiễu xạ là elip lớn.

L1800

900 00

A

Ba

x’

K

1

Highlight

Tương tự cho đường ellipse lớn.Giả sử ta được vector EF thì F chính là

hình chiếu Gnomon stereo của trục vùng

của vùng có vết nhiễu xạ là elip lớn.

K

F

K

F

Góc giữa hai

trục vùng

1

Highlight

Xác định trục vùng và

góc giữa hai trục vùngXác định chỉ số của trục vùng

Sử dụng

GÓC

GIỮA

HAI

PHƢƠ

-NG

TINH

THỂ

TRO

-NG

HỆ

MẠNG

LẬP

PHƢƠ

-NG

100 110 111 210 211

100 00

900

110 450

900

00

600 960

111 54,740 35,260

900

00

70,530

210 26,560

63,430

900

18,430

50,770

71,560

39,230

75,040

00 36,870

53,130

66,420

78,460 600

211 35,260

65,900

310 54,740

73,220 610

19,470

61,870 900

24,090

43,090

56,790

79,480 900

00 33,560

48,190 600

70,500

80,400

BẢNG TRA

1

Highlight

Truïc vuøng

A

B

Truïc vuøngA

B

Löôùi Wulff

K

F

So sánh với hình chiếu

chuẩn trong các sách

tra cứu, tìm ra định

hướng của tinh thể

1

Highlight

Sự đối xứng của tinh thể

Đối xứng của các tia

phản xạ thể hiện đối xứng

của các mặt nguyên tử

Ảnh nhiễu xạ Laue phân

bố đối xứng tương ứng

CHÙM TIA X

Trục đối xứngMặt đối xứng

Song song

Tính đối xứng của tinh thể

(100)

(001)

(010)[111]

x

y

z

(100)

(001)

(010)

(100)

(001)(010)

Chiếu tia X theo phương

z

y

x111

Tia X nhiễu xạ trên mặt (001), (010), (100)

1

Highlight

x

y

z [001]

y

z[001]

x

y

z [001]

x


trục đối xứng bậc 4

(111)

(111)

(111)

(1 11)

(111)

(111)

(111)

(1 11)

A

B

C

D

E

(111) :

(111) :

(111) :

(111) :

ABC

AEC

ADB

ADE

Chiếu chùm tia X theo

phương [001], ảnh nhiễu

xạ thu được có trục đối

xứng bậc 4 tương ứng

với tia X nhiễu xạ trên

các mặt:

1

Highlight

Ảnh Laue có thể có 10 kiểu đối xứng khác nhau

Tinh thể không

có trục đối xứng

nào (hay trục bậc 1)

Ảnh Laue không

có tính đối xứng

Lớp 1

Tinh thể có các trục

đối xứng nằm dọc

theo tia X

Ảnh Laue có trục

đối xứng bậc 2, 3,

4, 6 nằm phim

Lớp 2, 3, 4, 6

Tinh thể có mặt

phẳng đối xứng m

chứa phương tia X

Ảnh Laue đối xứng

qua đường thẳng

Lớp m

Tinh thể vừa có

trục đối xứng,

Vừa có mặt đối xứng

Lớp 2m,

3m, 4m, 6m

1

Highlight

Các lớp đối xứng Laue và đặc điểm đối xứng của ảnh Laue

với hướng tia tới dọc theo các trục khác nhau của tinh thể

Với tinh thể lập phương, để phân biệt lớp m3 và m3m, cần chụp thêm 1 phim với chùm

tia tới hướng theo trục [111]

Chúng ta chỉ cần chụp

tinh thể theo phương [001]

1

Highlight

Cám ơn thầy và các bạn đã lắng nghe.

Documents

: thanhlam1910 [email protected] sau: …mientayvn.com/Cao hoc quang dien tu/Semina tren lop/ok_Combine... · Bạn đang truy cập nguồn tài liệu chất lượngcao do phát hành