PHƯƠNG PHÁP LAUE. GVHD GS TS. Lê Khắc Bình

Phương pháp Laue PHƯƠNG PHÁP LAUE GVHD GS TS Lê Khắc Bình HVTH Phùng Nguyễn Thái Hằng Học liệu mở tiếng Việt http //mientayvn com/OCW/MIT/Vat l i html MỤC LỤC I Cơ sở lý thuyết II Bố trí thí nghiệ[.]

PHƯƠNG PHÁP LAUE GVHD: GS TS Lê Khắc Bình HVTH: Phùng Nguyễn Thái Hằng Học liệu mở tiếng Việt: http://mientayvn.com/OCW/MIT/Vat_l i.html MỤC LỤC I Cơ sở lý thuyết II Bố trí thí nghiệm III Ứng dụng cách đốn nhận ảnh CƠ SỞ LÝ THUYẾT Định luật Bragg Nguyên lý tạo ảnh nhiễu xạ Laue Định luật Bragg Năm 1915 hai cha nhà họ Bragg giải thưởng Nobel đóng góp lónh vực phân tích cấu trúc tinh thể phương pháp nhiễu xạ tia X Năm W.L Bragg 25 Sir William Henry  Bragg (1862-1942), William Lawrence  Bragg (1890-1971) Tia X Tia X sóng điện từ với bước sóng  vào khoảng vài Ao (= 0,1 nm), nằm bước sóng tia  ánh sáng Do cótử thể ngoaïi dùng tia X để nghiên cứu cấu trúc của tinh thể m Nhiễu xạ từ hạt đơn và vật liệu rắn Để hiểu được tượng nhiễu xạ, ta xét điều gì xảy mợt sóng tương tác với một hạt hoặc vật liệu rắn? Hạt đơn Sóng tới tương tác với mợt hạt sẽ cho tia tán xạ đồng nhất theo mọi hướng Nhiễu xạ từ vật liệu rắn  Nếu nguyên tử sắp xếp khơng có trật tự, có sóng tới, chùm tán xạ tăng cường triệt một cách hỗn loạn Chúng không thể tăng cường lẫn theo một chiều để cho chùm tia nhiễu xạ  Trong vật liệu kết tinh, nguyên tử hay phân tử sắp xếp có trật tự, t̀n hồn khơng gian, chùm tán xạ cộng vào theo một số chiều tăng cường để cho chùm nhiễu xạ Khi góc tới góc phản xạ tia đến mặt gương đồng pha phản xạ đồng pha cho dù chúng đập vào gương điểm D C 2  A B Khi góc tới góc phản xạ : BD=AC , tia phản xạ từ hai điểm mặt có quang lộ nên hiệu pha chúng không đổi Sự nhiễu xạ họ mặt mạng tinh thể    Góc tới  Góc phản xa   Bước sóng tia tới Góc nhiễu xa 2 2 Sự nhiễu xạ tinh thể Phương trình Bragg cho ta biết điều kiện xuất chiều chùm tia phản xạ họ mặt tinh thể đơn giản P dựa giả thiết hạt tán xạ điểm đứng yên nút mạng Định luật Bragg (1) không cho biết cường độ độ rộng đỉnh nhiễu xạ (2) bỏ qua tán xạ khác từ nguyên tử khác (3) bỏ qua phân bố điện tích quanh hạt nhân  Dựa vào công thức Bragg 2dsin = n sử dụng phương pháp sau :  giữ nguyên góc tới , thay đổi bước sóng : Phương pháp Laue  Giữ nguyên bước sóng, thay đổi góc tới : Phương pháp tinh thể quay Phương pháp Debye – Schrerer ( phương pháp bột ) • Phương pháp nghiên cứu cấu trúc bằng nhiễu xạ tia X Phương pháp nhiễu xạ tia X Laue Quay tinh thê Debye-Scherrer Sự định hướng Đơn tinh thê Chùm đa sắc Cố định góc tới Hằng số mạng Đơn tinh thê Chùm đơn sắc Thay đổi góc tới Các thông số mạng Đa tinh thê (bột) Chùm đơn sắc Thay đổi góc tới Phương pháp Laue Nguồn tia X trắng Phim chụp tia X Collimator Tinh thể cố định Tinh thể Tia X tới PHƯƠNG PHÁP LAUE - Phương pháp Laue xác định sự định hướng của đơn tinh thể bằng cách chụp tia X truyền qua tinh thể hoặc tia X phản xạ từ tinh thể - Trên ảnh nhiễu xạ Laue thường thấy vết nhiễu xạ sắp xếp theo đường cong xác định - Ứng với mỗi giá trị bước sóng nhất định ta tìm được nhiều giá trị d θ thỏa mãn định luật Bragg tức đường cong xác định qua vết nhiễu xạ kết nhiễu xạ của tia mặt tinh thể tḥc vùng Phương phaùp phản xạ : Phim đặt nguồn tia X mẫu cắt mặt nón nhiễu xạ , vết nhiễu xạ nằm đường hyperbol Phương phaùp truyền qua : Phim đặt sau tinh thể để chụp tia X truyền qua mẫu Phim cắt mặt nón, Phương pháp Laue chụp thuậnxạ ngược vết nhiễu nằm dùng để xác địnhđường chiềuellip đơn tinh thể để tạo mẫu có định hướng mong muốn cho nghiên cứu Hình ảnh nhiễu xạ Laue Sự đới xứng của hình ảnh vết nhiễu xạ phản ánh sự đối xứng của tinh thể theo hướng của chùm tia tới Phương pháp Laue thường được dùng để xác định sự định hướng của đơn tinh thể bằng cách chiếu vào mẫu nguồn tia X trắng  Đơn tinh thể  Phổ liên tục của tia X  Sự đối xứng của tinh thể, sự định hướng Nguyên lý tạo ảnh nhiễu xạ Laue Để nghiên cứu ảnh nhiễu xạ Laue chúng ta vẽ hình cầu Ewald không gian mạng đảo Trước tiên ta xét mợt số tính chất của mạng đảo Vài tính chaát mạng đảo  Một nuùt mạng đảo biểu thị cho họ mặt khoảng caùch hai mặt keá  Ghkl hướng từ gốc tọa độ đến điểm hkl mạng đảo vuông góc với họ mặt (hkl) tinh thể | Ghkl | = M / dhkl  ai.bj = M.ij Caàu Ewald Phkl Vẽ mạng đảo Chọn nút S0 gốc của mạng đảo Dọc theo phương của chùm tới đặt đoạn OSo=1/λ m 1/λ O Vẽ mặt cầu tâm O, bán kính OSo Sự nhiễu xạ xuất mặt cầu qua nút mạng đảo khác 11 So P  sin    2d  OS0 2d   2d sin    So