Описание:1. Кристалл как система с периодической симметрией. Элементарная ячейка. Примитивная ячейка. Сингонии, решетки Браве. Открытые и закрытые элементы симметрии. Пространственные группы. Матричное описание элементов симметрии: трехмерные и четырехмерные матрицы. Описание кристаллической структуры.
2.Рентгеновское излучение и его взаимодействие с веществом. Томсоновское рассеяние, комптоновское рассеяние, фотоэффект. Когерентное упругое рассеяние – дифракция РИ. Особенности дифракции полихроматического излучения, выбор длины волны. Принцип действия бета-фильтров. Вид и основные элементы дифракционной картины.
3. Основы кинематической теории дифракции. Фурье-образ периодической функции. Обратное пространство. Рассеяние на системе атомов. Закон Брегга в векторной и скалярной форме. Сфера Эвальда. Форм-факторы атомов, параметры атомного смещения, заселенность. Структурная амплитуда.
4. Дифракция на реальных системах. Теоретическая дифрактограмма. Поляризационный фактор. Дифракция РИ на монокристаллической и поликристаллической пробах. Лоренц- и геометрический факторы. Абсорбция РИ в образце, абсорбционный фактор. Текстура, экстинкция. Понятие о профильной функции рефлекса.
5. Обработка результатов дифракционного эксперимента. Профильный анализ. Качественный рентгенофазовый анализ. Базы данных ICDD. Профильная функция. Фон дифрактограммы. Профильный анализ как вариационная задача. Результаты профильного анализа. Порошковая дифрактограмма смеси фаз. Качественный рентгенофазовый анализ. Порядок проведения качественного РФА. Количественный РФА. Метод внутреннего стандарта, метод добавок, метод корундовых чисел (метод внешнего стандарта).
6. Семинар. «Первичная обработка рентгенограммы. Промер порошковой рентгенограммы. Качественный рентгенофазовый анализ»
7. Симметрия в обратном пространстве. Взаимосвязь кристаллической структуры и дифрактограммы соединения. Действие операций симметрии в обратном пространстве. Фактор повторяемости рефлексов как кратность звезды вектора. Правило Фриделя. Вид обратного пространства для центрированных групп. Влияние открытых элементов симметрии на интенсивность рефлексов. Правила погасания.
8. Индицирование порошковых дифрактограмм. Взаимосвязь параметров элементарной ячейки и положения рефлекса. Ручное и автоматическое индицирование. Программы для автоматического индицирования. Уточнение параметров элементарной ячейки как задача МНК. Критерии правильности индицирования. Использование внутреннего стандарта при
уточнении параметров ячейки.
9. Семинар. «Индицирование рентгенограммы аналитическим методом. Кубическая сингония. Определение центрировки и пространственной группы»
10.Техника дифракционного эксперимента. Источники и детекторы РИ. Понятие о геометрии съемки. Выбор оптимальной геометрии. Рентгеновская оптика. Планирование эксперимента: выбор излучения, параметров съемки. Работа в нестандартных условиях: высокие/низкие
температуры и т.п.
11. Подготовка образца для дифракционного эксперимент. Распространенные ошибки в ходе пробоподготовки и дифракционного эксперимента, и их проявление на дифракционной картине. Алгоритмы выявления и коррекции погрешностей.
12. Семинар. «Индицирование рентгенограммы аналитическим методом. Средние сингонии»
13. Решение кристаллических структур по данным порошковой рентгеновской дифракции.
Методы решения кристаллических структур. Подбор изоструктурного соединения. Метод гомологии. Функция Паттерсона. Прямые методы в решении кристаллических структур. Методы Монте-Карло. Метод Charge flipping. Фурье-синтез. Особенности работы с порошковыми данными. Методы Паули и Ле Бейля.
14. Уточнение кристаллических структур. Метод Ритвельда. Текстура поликристаллических объектов. Математические основы методы Ритвельда. Пространство вариационных переменных. Порядок проведения уточнения. Показатели качества уточнения. Текстурирование образцов. Понятие о текстурировании. Причины текстурирования. Одноосные модели текстуры, выбор оси текстурирования. Учет текстуры в полнопрофильном уточнении.
15. Семинар. «Автоматическое индицирование рентгенограммы. Построение теоретической рентгенограммы.»
16. Дифракция рентгеновского излучения на нанообъектах. Дифракция рентгеновского излучения на конечной системе с распределенной электронной плотностью. Понятие области когерентного рассеяния. Интерференционная функция Лауэ. Формула Шеррера, метод Уоррена-Ауэрбаха. Микронапряжения в твердом теле. Угловая зависимость вклада образца в полуширину рефлекса: изотропный и анизотропный случаи. Когерентное рассеяние РИ на протяженных дефектах. Метод WPPM.
17. Рентгеновская дифракция на тонких пленках. Оборудование и геометрия съемки. Ориентированные и поликристаллические пленки. θ-2θ, φ- и ω-сканы, кривые качания. Полюсные фигуры. In-plane геометрия.
18. Семинар. «Полнопрофильное уточнение рентгенограммы. Метод Ле Бейля. Метод Ритвельда»