Основы рентгеноструктурного анализа
Автор программы: к. ф.-м. н., Симонов С.В.
Цель дисциплины: дать студенту систематическое изложение основных этапов рентгеноструктурного анализа, показать практическое приложение методов рентгеноструктурного анализа (РСА) в области физики твердого тела и материаловедении.
Задачи: развитие у студентов навыков физического мышления, умения ставить и решать задачи в области кристаллографии и рентгендифракционного эксперимента, свободно владеть основными определениями и терминологией в рамках данного курса.
Краткое содержание дисциплины:
1 | Элементы кристаллографии. Элементарная ячейка. Элементы симметрии и их сочетания. Кристаллографические точечные группы и сингонии. Стереографическая проекция. |
2 |
Трансляционные элементы симметрии. Решетки Браве. Матричное представление элементов симметрии. Символика пространственных групп. |
3 |
Орбиты точек. Общие и частные положений в кристаллической структуре. Полное описание известной структуры кристалла. Плотнейшие шаровые упаковки. Дефекты упаковки. Кристаллические многогранники. Простые формы фигур. |
4 |
Получение рентгеновских лучей и их взаимодействие с веществом. Спектр в рентгеновском диапазоне. Поглощение и рассеяние рентгеновских лучей в веществе. Детекторы рентгеновского излучения. |
5 |
Рассеяние свободным электроном. Формула Томсона. Атомная амплитуда рассеяния. Температурный фактор. |
6 |
Интенсивность рентгеновских рефлексов. Рассеяние одной элементарной ячейкой. Структурная амплитуда. Погасания. |
7 |
Основные дифракционные схемы в представлении обратной решетки: метод Лауэ, метод порошка, метод вращения (качания), дифрактометрия поликристаллического объекта и монокристалла. |
8 |
Определение неизвестной структуры. Экспериментальные и расчетные методы определения координат атомов в ячейке. Метод проб и ошибок. Синтез Паттерсона. Синтез Фурье. Прямой метод. |
9 |
Задачи анализа металлических систем. Идентификация фазовых областей на диаграммах состояния. Упорядочение твердых растворов. Экспериментальные задачи при исследовании структурных превращений и апериодических кристаллов. |
10 |
Электронография. Принцип и особенности метода дифракции электронов. Области применения. |
11 |
Нейтронография. Ядерное рассеяние — принципы применения. Магнитное рассеяние, определение упорядочения магнитных моментов в структуре ферро- и антиферромагнетиков. |
12 |
Рентгеновская дифракционная микроскопия. Анализ реальной структуры кристалла. Методы изучения совершенных кристаллов. |
Общая трудоемкость дисциплины: 2 зачетные единицы.
Форма промежуточной аттестации: зачет.