Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

IV Интернет - олимпиада по нанотехнологиям: Лекции: Рентгеновская дифракция, фотоэлектронная спектроскопия и анализ протяженной тонкой структуры рентгеновского поглощения в материаловедении (обсуждение)

Всероссийская Интернет-олимпиада школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологий "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!"

24 октября 2009

ПОЖАЛУЙСТА, дайте свои рекомендации по этому курсу...

Рентгеновское излучение широко используется для анализа структуры дальнего порядка и локальной структуры современных материалов и наноматериалов. К наиболее часто используемым относятся методы рентгеновской дифракции, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), анализ протяженной тонкой структуры рентгеновского поглощения (EXAFS и XANES).

Автор основного курса по ренгеновской дифракции: А.В.Кнотько (доктор химических наук, старший научный сотрудник, Химфак МГУ)

Курс направлен на обучение читателей решению материаловедческих (включая и исследование наноматериалов) задач с помощью методов рассеяния и дифракции рентгеновского излучения. Рассматриваются методы фазового анализа, уточнения кристаллической структуры, анализа несовершенств строения кристаллов (малых областей когерентного рассеяния и микронапряжений), макронапряжений и текстур. При этом основное внимание уделяется задачам, возникающим при исследовании материалов, в т.ч. и нано-, а ряд важных для рентгенографии приложений, относящихся к химическим задачам (например, исследование неизвестной кристаллической структуры новых соединений) сознательно пропущен. Курс рассчитан, главным образом, на студентов-дипломников и аспирантов. Желательно знакомство слушателей с основами кристаллохимии и общим курсом физики.

План лекций:

  • Основы рентгенодифракционного эксперимента. Введение. Физические основы рентгенодифракционного эксперимента. Некоторые элементы кристаллографии, трансляции, решетки Браве, обратная ячейка, формулы Лауэ, Брэгга-Вульфа, построение Эвальда, способы генерации рентгеновского излучения.
  • Фазовый анализ. Базы данных дифракционных стандартов, информация в карточках базы, полуавтоматический и автоматический фазовый анализ – принципы работы программ, FOM, методы количественного фазового анализа.
  • Уточнение структуры. Уточнение параметров элементарной ячейки, рентгенодифракционный анализ искажений симметрии кристалла, уточнение кристаллической структуры, основы полнопрофильного анализа дифрактограмм (метод Ритвельда).
  • Анализ несовершенств кристаллической структуры. Получение физического профиля дифракционного пика: разделение дублета K – серии рентгеновского излучения, учет инструментального уширения; функции, используемые для аппроксимации профиля пика; формула Шерера; определение микронапряжений; определение несовершенств структуры с помощью Фурье – анализа профиля дифракционной линии.
  • Анализ макронапряжений в материалах. Особенности геометрии съемки, расчет компонентов тензора напряжений в плоскости образца и определение их ориентации относительно прибора.
  • Анализ текстур. Типы текстуры, их проявление на дифрактограммах; функции, описывающие текстурный эффект; особенности геометрии съемки, направления сканирования в текстурном рентгенодифракционном эксперименте ("2q", "q", "f", "c"); обратные и прямые полюсные фигуры; получение и анализ полюсных фигур; кривые качания, их применение для исследования высокоориентированных материалов.

Авторы дополнительных материалов по рентгеноской дифракции: д.х.н. А.В.Кнотько, О.Я.Ляпина

Методическая разработка по РФЭС (рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии): Н.А.Петров, д.х.н. Л.В.Яшина

РФЭС является одним из самых мощных и востребованных методов анализа поверхности. Поверхность твердого тела обладает структурой и свойствами, отличными от таких же характеристик вещества в объемном состоянии по некоторым физико-химическим причинам. Данные отличия происходят из-за нескомпенсированности валентных связей атомов, которые находятся на поверхности, а во-вторых, имеет место искажение кристаллической структуры, что также может приводить к повышенной реакционной способности и нахождению на поверхности различных адсорбированных молекул. В настоящее время электронно-спектроскопические исследования свойств поверхности являются областью знаний, имеющей большое значение для современного материаловедения, физики наноразмерных и молекулярных структур, физики и химии конденсированного состояния и тонких пленок. Одним из наиболее информативных методов, позволяющих проводить комплексные исследования пленок наноразмерной толщины, является рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС). Высокая поверхностная и элементная чувствительность делают РФЭС незаменимым инструментом исследования пленок, толщина которых не превышает нескольких нанометров, а именно такие пленки наиболее востребованы для использования в современной нанотехнологии и наноэлектронике. При толщине пленок, не превышающей нескольких монослоев, РФЭС позволяет также исследовать границу раздела пленка-подложка и реакции, которые протекают там во время температурных и радиационных воздействий. Подобные исследования необходимы, например, в наноэлектронике, где формирование нежелательных соединений на границе раздела существенно влияет на электрические характеристики получаемых структур. Метод РФЭС применим к веществу в газообразном, жидком и твёрдом состояниях, и позволяет исследовать как внешние, так и внутренние электронные оболочки атомов и молекул, уровни энергии электронов в твёрдом теле (в частности, распределение электронов в зоне проводимости). Для молекул энергии связи электронов во внутренних оболочках образующих их атомов зависят от типа химической связи (химические сдвиги), поэтому РФЭС успешно применяется в аналитической химии для определения состава вещества и в физической химии для исследования химической связи.

Методическая разработка по анализу протяженной тонкой структуры рентгеновского поглощения (EXAFS - XANES): М.А.Зыкин, к.ф.-м.н. Я.В.Зубавичус

В последнее время активно развиваются такие неразрушающие методы анализа локального окружения, как EXAFS- и XANES-спектроскопия. Данные методы позволяют получать уникальную информацию об исследуемом материале; с их помощью оказывается возможным изучать структуру материалов, не обладающих дальним порядком (стекла, жидкости, аморфные вещества). В этих методах необходимо сканирование по энергии, что фактически исключает традиционную рентгеновскую трубку как источник необходимого рентгеновского излучения. Относительно недавно появившиеся синхротронные источники позволяют получать существенно более интенсивные пучки рентгеновского излучения и ощутимо улучшить показатели рентгеновских методик. Кроме того, синхротронное излучение характеризуется непрерывным спектром, что позволяет реализовывать спектроскопические методы анализа, все шире применяющиеся для анализа локальной структуры твердых тел и расплавов.

 

Прикрепленные файлы:
 
 
П_1.1.5_РФС.pdf (12.46 Мб.)

 
 



Вопросы лектору можно задать в разделе вопросы/ответы
Макаронные изделия
Макаронные изделия

Конференции 2020-го: планы на первое полугодие
План по мероприятиям на первое полугодие 2020-го

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Британский крест китайских ученых: элемент памяти на новом типе доменной структуры в FeRh.Волокна из углеродных нанотрубок помогут сердцу. Фуллерены для стабилизации азотного топлива. International Quantum Complex Matter Conference 2020 (QCM2020).

На ВДНХ в Москве отметят День российской науки
День российской науки отпразднуют на ВДНХ в Москве 8 и 9 февраля. Инновационно-образовательный комплекс «Техноград» на ВДНХ приглашает москвичей и гостей столицы отпраздновать «День науки». Гостей ожидают бесплатные мастер-классы, знакомство с инновациями в биомедицине и достижениями нейронаук, занимательные уроки и многое другое.

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2020 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.