PřF:FK010 Strukt metody v pevných lát. - Informace o předmětu
FK010 Strukturní metody ve fyzice kondenzovaných látek
Přírodovědecká fakultapodzim 2020
- Rozsah
- 2/1/0. 3 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
- Vyučující
- prof. RNDr. Václav Holý, CSc. (přednášející)
doc. Mgr. Ondřej Caha, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Jiří Novák, Ph.D. (cvičící) - Garance
- prof. RNDr. Václav Holý, CSc.
Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Václav Holý, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta - Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
- Cíle předmětu
- kondenzovaných látek, které zahrnují metody založené na interakci rtg záření s látkou a metody využívající rozptyl neutronů a elektronů.
- Výstupy z učení
- Po úspěšném absolvování tohoto předmětu by studenti měli být schopni
- porozumět fyzikálnímu principu strukturních metod
– navrhnout vhodný experimentální postup pro zadaný strukturní problém
– používat experimentální vybavení ústavu pro určení struktury zadané kondenzované látky
– vyhodnotit experimentální data a srovnat s teoretickým modelem - Osnova
- 1. Vlastnosti rtg záření, Thomsonův rozptyl rtg záření na elektronu, roztyl na atomech, atomový rozptylový faktor. Absorpce rtg záření, základy rtg absorpční spektroskopie
- 2. Rozptyl rtg záření na krystalické tuhé látce, rtg difrakce. Kinematická aproximace, Fraunhoferova aproximace.
- 3. Kinematická rtg difrakce na krystalických vrstvách, určení mřížkových parametrů tenké vrstvy a stupně plastické relaxace.
- 4. Difrakce na polykrystalech, Rietveldova metoda, fázová analýza
- 5. Maloúhlý rozptyl rtg záření, metody SAXS a GISAXS, rtg reflexe, určení tloušťky tenké vrstvy a drsnosti rozhraní
- 6. Rtg rozptyl na nanostrukturách, Debyeho formule, párová distribuční funkce, určení střední velkosti nanočástic.
- 7. Koherentní difrakce, řešení fázového problému
- 8. Laboratorní a synchrotronové rtg zdroje, rtg optika, rtg detektory.
- 9. Vlastnosti neutronů, interakce neutronů s látkou, jaderný a magnetický rozptyl neutronů
- 10. Neutronové zdroje a detektory, neutronová optika.
- 11. Aplikace neutronového rozptylu – studium dynamiky krystalové mřížky a magnetického uspořádání
- 12. Interakce elektronů s látkou, hloubka vniku, kvantový popis elektronového rozptylu
- 13. Princip činnosti transmisního elektronového mikroskopu, vznik obrazu. Transmisní elektronová mikroskopie s vysokým rozlišením.
- 14. Rastrovací elektronová mikroskopie, princip činnosti, vznik obrazu. Rastrovací transmisní elektronová mikroskopie
- 15. Chemická analýza pomocí elektronů, metody EELS, EDX, WDX
- 16. Metoda EBSD
- 17. Příprava vzorků pro elektronovou mikroskopii, metoda FIB
- Literatura
- D. B.Williams and C.B. Carter, Transmission Electron Microscopy, Springer 1996
- J. Als-Nielsen and D. McMorrow, Elements of Modern X-ray Physics, Wiley 2011
- J. Goldstein et al., Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis, Springer 2003
- U. Pietsch et al., High-resolution x-ray scattering from thin films and nanostructures, Springer 2004
- G. L. Squires, Introduction to the Theory of Thermal Neutron Scattering, Cambridge Univ. Press 2012
- Výukové metody
- Přednáška, laboratorní práce na přístrojích v laboratořích ústavu. Laboratorní práce budou
zahrnovat tyto úlohy:
1. Kvalitativní fázová analýza polykrystralické tenké vrstvy, Rietveldovské upřesnění poloh atomů v elementární buňce
2. Určení stupně plastické relaxace v epitaxní vrstvě, odhad hustoty misfit dislokací
3. Určení tloušťky tenké vrstvy a střední kvadratické drsnosti rozhraní pomocí rtg reflexe
4. Určení střední velikosti nanočástic a stupně korelace jejich poloh pomocí maloúhlého rtg rozptylu.
K řešení těchto úloh se použijí difraktometry RIGAKU Smartlab9kW a RIGAKU Smartlab3kW v CEITEC core facility jakož i difraktometr RIGAKU Smartlab3kW na ÚFKL (CEPLANT). - Metody hodnocení
- ústní zkouška
- Další komentáře
- Studijní materiály
- Statistika zápisu (podzim 2020, nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2020/FK010