材料結(jié)構(gòu)表征作業(yè)答案學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1材料結(jié)構(gòu)表征作業(yè)答案材料結(jié)構(gòu)表征作業(yè)答案第一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。答：答：1.1.用平行的直線將代表構(gòu)成晶體的所有原子的格點(diǎn)連接起來構(gòu)用平行的直線將代表構(gòu)成晶體的所有原子的格點(diǎn)連接起來構(gòu)成的網(wǎng)格稱為晶格成的網(wǎng)格稱為晶格. . 對(duì)于簡(jiǎn)單晶格，由一個(gè)格點(diǎn)沿著各個(gè)方向按一定的平移周期進(jìn)對(duì)于簡(jiǎn)單晶格，由一個(gè)格點(diǎn)沿著各個(gè)方向按一定的平移周期進(jìn)行平移就可以得到整個(gè)晶格。對(duì)于復(fù)式晶格，行平移就可以得到整個(gè)晶格。對(duì)于復(fù)式晶格，由一個(gè)格點(diǎn)沿著各由一個(gè)格點(diǎn)沿著各個(gè)方向按一定的平移周期進(jìn)行平移就可以得到子晶格，多個(gè)個(gè)方向按一定的平移周期進(jìn)行平移就可以得到子晶格，多個(gè)子晶格套構(gòu)得到整個(gè)晶格。子晶格套

2、構(gòu)得到整個(gè)晶格。這就是晶格的周期性?？臻g點(diǎn)陣這就是晶格的周期性。空間點(diǎn)陣可以描述其周期性。可以描述其周期性。2.2.簡(jiǎn)單格子是由同一類等同原子構(gòu)成的晶格，其物理學(xué)原胞僅包含簡(jiǎn)單格子是由同一類等同原子構(gòu)成的晶格，其物理學(xué)原胞僅包含一個(gè)原子；復(fù)式格子是由兩類或兩類以上的等同原子構(gòu)成的晶格，一個(gè)原子；復(fù)式格子是由兩類或兩類以上的等同原子構(gòu)成的晶格，其物理學(xué)原胞包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子。等同原子：所處的物質(zhì)其物理學(xué)原胞包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子。等同原子：所處的物質(zhì)環(huán)境和幾何環(huán)境都相同的同一種原子。環(huán)境和幾何環(huán)境都相同的同一種原子。第1頁(yè)/共32頁(yè)第二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。第2頁(yè)/共32頁(yè)第三

3、頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。第3頁(yè)/共32頁(yè)第四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。）所以晶面指數(shù)為（得到分別代入晶面方程）；（將晶面上三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)111) 1( :1:1:2121tlzkyhx01/22/1111100lkhtkhtlkhth6. 已知晶面上三點(diǎn)已知晶面上三點(diǎn)1 0 0;1 1 1;1/2 1/2 0,求所在晶面的晶面指求所在晶面的晶面指數(shù)（數(shù)（hkl）和該晶面族中最靠近原點(diǎn)的晶面在三個(gè)晶軸上的）和該晶面族中最靠近原點(diǎn)的晶面在三個(gè)晶軸上的分?jǐn)?shù)截距。分?jǐn)?shù)截距。該晶面族中最靠近原點(diǎn)該晶面族中最靠近原點(diǎn)的晶面在三個(gè)晶軸上的的晶面在三個(gè)晶軸上的分?jǐn)?shù)截距分別為分?jǐn)?shù)截距分別為1，1，-

4、1。作業(yè)作業(yè)2 2第4頁(yè)/共32頁(yè)第五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。HKLHKLHKLgdcLbKaHg1,*解：1. 利用倒易矢量定義和基本性質(zhì)求四方晶系晶面間距公式。利用倒易矢量定義和基本性質(zhì)求四方晶系晶面間距公式。作業(yè)作業(yè)3 3222222*22*22*22*2/ )(1/ 1,/ 1;)()(1cLaKHcLbKaHdccabacbacLbKaHcLbKaHggdHKLHKLHKLHKL第5頁(yè)/共32頁(yè)第六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。2.2.已知兩個(gè)倒易矢量已知兩個(gè)倒易矢量g g111111、g g120120，均在過原點(diǎn)的倒易面，均在過原點(diǎn)的倒易面上，求該倒易面對(duì)應(yīng)晶帶軸上，求

5、該倒易面對(duì)應(yīng)晶帶軸r r的指數(shù)的指數(shù)uvwuvw3.3.求兩晶帶求兩晶帶r111r111和和r110r110構(gòu)成的交面。構(gòu)成的交面。4.4.畫出簡(jiǎn)立方晶格倒易面畫出簡(jiǎn)立方晶格倒易面 (110)(110)* * 上的五個(gè)點(diǎn)。上的五個(gè)點(diǎn)。(1-10),(001)(1-10),(001)112)101(第6頁(yè)/共32頁(yè)第七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。第二章第二章 作業(yè)作業(yè)4 第7頁(yè)/共32頁(yè)第八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。ttTmeIeII0/033ZKm第8頁(yè)/共32頁(yè)第九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。第三章第三章 作業(yè)作業(yè) 5-61.1.寫出衍射矢量方程，并根據(jù)厄瓦爾德圖解原理說明多晶

6、試樣衍寫出衍射矢量方程，并根據(jù)厄瓦爾德圖解原理說明多晶試樣衍射花樣形成的原因。射花樣形成的原因。2.2.計(jì)算計(jì)算CuCu（面心立方晶體結(jié)構(gòu)）的結(jié)構(gòu)因子，并討論消光條件。（面心立方晶體結(jié)構(gòu)）的結(jié)構(gòu)因子，并討論消光條件。3.3.計(jì)算計(jì)算NaClNaCl（面心立方點(diǎn)陣）的結(jié)構(gòu)因子。并討論消光條件。（面心立方點(diǎn)陣）的結(jié)構(gòu)因子。并討論消光條件。 (NaCl(NaCl的晶體結(jié)構(gòu)可以看成兩個(gè)面心立方晶格沿晶軸平移的晶體結(jié)構(gòu)可以看成兩個(gè)面心立方晶格沿晶軸平移1/21/2基矢（基矢（a a或或b b或或c c）大小套構(gòu)而成的。晶胞中包含兩類原子）大小套構(gòu)而成的。晶胞中包含兩類原子NaNa和和ClCl。) )第9

7、頁(yè)/共32頁(yè)第十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。HKLgss0布拉格方程的矢量式布拉格方程的矢量式-衍射矢量方程：衍射矢量方程：根據(jù)厄瓦爾德圖解原理，根據(jù)厄瓦爾德圖解原理，的厄瓦爾德圖解的厄瓦爾德圖解應(yīng)如圖所示。由于粉末多晶晶?？臻g取向的隨機(jī)分布，倒應(yīng)如圖所示。由于粉末多晶晶?？臻g取向的隨機(jī)分布，倒易空間由一系列的同心倒易球組成。倒易球與反射球的交易空間由一系列的同心倒易球組成。倒易球與反射球的交線是一個(gè)圓，從這個(gè)交線圓向反射球心連線形成線是一個(gè)圓，從這個(gè)交線圓向反射球心連線形成錐頂角為錐頂角為44。第10頁(yè)/共32頁(yè)第十一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。2. 面心點(diǎn)陣的每個(gè)晶胞中有面心點(diǎn)陣的

8、每個(gè)晶胞中有4個(gè)同類原子，其坐標(biāo)為個(gè)同類原子，其坐標(biāo)為000，1/2 1/2 0， 1/2 0 1/2， 0 1/2 1/221212sin2cos2njjjjjnjjjjjHKLLZKYHXfLZKYHXfF當(dāng)當(dāng)H、K、L全為奇數(shù)或偶數(shù)時(shí)，則（全為奇數(shù)或偶數(shù)時(shí)，則（H+K）、（）、（H+K）、（）、（K+L）均為偶數(shù)，這時(shí)：）均為偶數(shù)，這時(shí)：第11頁(yè)/共32頁(yè)第十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。)(hsin)cos(heeF2Cl22ClhiClh21i2ClNaCl2FFFFFFFFNaNaClNaNa面心面心面心面心3.當(dāng)當(dāng)H、K、L全為偶數(shù)或奇數(shù)時(shí)，全為偶數(shù)或奇數(shù)時(shí)，ClNa2ClN

9、a2Cl4f4f4f4f)cos(h2NaClNaNaClFFFF消光第12頁(yè)/共32頁(yè)第十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。0)cos(h02Cl2FFFFNaNaCl面心消光第13頁(yè)/共32頁(yè)第十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。1. 已知有膜和無膜時(shí)已知有膜和無膜時(shí)Si襯底峰位分別是襯底峰位分別是0 和和0 ，R185mm，求薄膜的厚度（）。，求薄膜的厚度（）。2. A和和B兩組元組成的固溶體中，含量為兩組元組成的固溶體中，含量為x的的B原子的固原子的固溶體溶體A1-xBx的點(diǎn)陣參數(shù)為，的點(diǎn)陣參數(shù)為，A和和B組元的的點(diǎn)陣常數(shù)分別組元的的點(diǎn)陣常數(shù)分別為和。用為和。用Vegard定律求固溶體

10、的組分（）。定律求固溶體的組分（）。)2(cos2Rt%100ABAxaaaax第四章第四章 作業(yè)作業(yè)6-9第14頁(yè)/共32頁(yè)第十五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。答：答：因?yàn)橐驗(yàn)?，所以在測(cè)量誤差，所以在測(cè)量誤差一定的條件下，一定的條件下，越大越大 ，點(diǎn)陣常數(shù)的相對(duì)誤差越，點(diǎn)陣常數(shù)的相對(duì)誤差越小。因此進(jìn)行點(diǎn)陣常數(shù)的精確測(cè)定時(shí)要選擇高角度小。因此進(jìn)行點(diǎn)陣常數(shù)的精確測(cè)定時(shí)要選擇高角度的衍射線條。的衍射線條。 ),(立方晶系aactgdd第15頁(yè)/共32頁(yè)第十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。第16頁(yè)/共32頁(yè)第十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。6.某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)如下，請(qǐng)標(biāo)出是什么晶體結(jié)構(gòu)，并

11、計(jì)算出對(duì)應(yīng)的某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)如下，請(qǐng)標(biāo)出是什么晶體結(jié)構(gòu)，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的晶面指數(shù)。晶面指數(shù)。面心立方結(jié)構(gòu)面心立方結(jié)構(gòu)第17頁(yè)/共32頁(yè)第十八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。2jjjVCKI niijiAjAAKIKI1/第18頁(yè)/共32頁(yè)第十九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。9.9.試樣：由剛玉（試樣：由剛玉（A A）、莫萊石（）、莫萊石（M M）、石英（）、石英（Q Q）和方解石）和方解石（C C）四個(gè)相組成，各待測(cè)相的參比強(qiáng)度）四個(gè)相組成，各待測(cè)相的參比強(qiáng)度 復(fù)合樣中各峰的強(qiáng)度，復(fù)合樣中各峰的強(qiáng)度，I IM M（120+210120+210）=922=922， I IC C（101101）=

12、6660=6660， I IA A（113113）=4829=4829求各相的百分含量。求各相的百分含量。 16. 9,08. 8,47. 2CAQAMAKKK8604)1110(QI第19頁(yè)/共32頁(yè)第二十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。69941 .72710653 .373482916.9666008.8860447.2922148291niijiKI%0.6969941/4829/1niijiAAAAKIKI%3.5699447.2/922/1niijiMAMMKIKI%2.15699408.8/8604/1niijiQAQQKIKI%5 .10699416. 9/6660/1niij

13、iCACCKIKI解：解：第20頁(yè)/共32頁(yè)第二十一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。10. 10. 用柯西分布法計(jì)算晶粒大小和晶格畸變，原始數(shù)用柯西分布法計(jì)算晶粒大小和晶格畸變，原始數(shù)據(jù)如下（據(jù)如下（ ）：）：nmDDD21)10318. 7/(154056. 0)sin4cos/(100 . 4468. 15927. 0sinsin4cos-cossin41cossin41cos31114212211222111）（02322201311191.46,10986. 830.21,10225. 7bBbB解：將已知數(shù)據(jù)代入公式第21頁(yè)/共32頁(yè)第二十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。1. Al

14、, 1. Al, 面心立方結(jié)構(gòu)（面心立方結(jié)構(gòu)（FCCFCC）,a=0.44049nm,a=0.44049nm,R RA A=R=RB B=16.2mm,R=16.2mm,Rc c=26.5mm,=26.5mm,( R( RA A R RB B0 0, ( R, ( RA A R RC C0 0, ,求求A A、B B、C C等的指數(shù)和等的指數(shù)和L L。第五章第五章 作業(yè)作業(yè)11 8:3:3:)( : )( : )(:321232323222222212121232221NNNLKHLKHLKHRRR)220() 111 ()111(nm12mm. 4344049/. 0*2 .16N/RaRd

15、L第22頁(yè)/共32頁(yè)第二十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。2. 2. 什么是襯度？透射電子襯度像的形成機(jī)制有哪些？什么是襯度？透射電子襯度像的形成機(jī)制有哪些？3. 3. 什么是明場(chǎng)像和暗場(chǎng)像？它們之間有何關(guān)系？什么是明場(chǎng)像和暗場(chǎng)像？它們之間有何關(guān)系？4. 4. 等厚條紋和等傾條紋的特點(diǎn)及其襯度來源？等厚條紋和等傾條紋的特點(diǎn)及其襯度來源？5. 5. 晶體的不完整性包括哪幾個(gè)方面？不完整晶體的襯晶體的不完整性包括哪幾個(gè)方面？不完整晶體的襯度來源是什么度來源是什么? ?位錯(cuò)、層錯(cuò)像的特點(diǎn)？位錯(cuò)、層錯(cuò)像的特點(diǎn)？第23頁(yè)/共32頁(yè)第二十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。第24頁(yè)/共32頁(yè)第二十五頁(yè)，編

16、輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。強(qiáng)度的不均勻分布現(xiàn)象就稱為強(qiáng)度的不均勻分布現(xiàn)象就稱為，所獲得的電子象稱為透，所獲得的電子象稱為透射電子襯度象。射電子襯度象。) 分為相位襯度和振幅襯度（又分為質(zhì)厚襯度和衍分為相位襯度和振幅襯度（又分為質(zhì)厚襯度和衍射襯度）射襯度）衍射襯度衍射襯度是由于存在布拉格衍射造成的。是由于存在布拉格衍射造成的。（明場(chǎng)象和暗場(chǎng)象）（明場(chǎng)象和暗場(chǎng)象） 衍襯成像反映的是晶體內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)特征，而質(zhì)量厚度衍襯成像反映的是晶體內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)特征，而質(zhì)量厚度襯度反映的基本上是樣品的形貌特征。襯度反映的基本上是樣品的形貌特征。4.4.電子衍射襯度的強(qiáng)度隨厚度電子衍射襯度的強(qiáng)度隨厚度t t周期變

17、化，這就是周期變化，這就是等厚條件等厚條件產(chǎn)生的理產(chǎn)生的理論依據(jù)。在襯度像上觀察到的論依據(jù)。在襯度像上觀察到的明暗相間的條紋明暗相間的條紋，同一條紋對(duì)應(yīng)的厚，同一條紋對(duì)應(yīng)的厚度是相同的，條紋的深度周期為度是相同的，條紋的深度周期為1/s 1/s 。電子衍襯像中的等厚條紋則。電子衍襯像中的等厚條紋則是單束、無干涉成像，其襯度來自于衍射波的振幅是單束、無干涉成像，其襯度來自于衍射波的振幅. .第25頁(yè)/共32頁(yè)第二十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。第26頁(yè)/共32頁(yè)第二十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。第27頁(yè)/共32頁(yè)第二十八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分?；瘜W(xué)位移化學(xué)位移:同種原子由于處于

18、不同的化學(xué)環(huán)境，引起內(nèi)殼層電子結(jié)合能的變化，在譜圖上表現(xiàn)為譜線的位移現(xiàn)象。（與研究原子結(jié)合的同種原子由于處于不同的化學(xué)環(huán)境，引起內(nèi)殼層電子結(jié)合能的變化，在譜圖上表現(xiàn)為譜線的位移現(xiàn)象。（與研究原子結(jié)合的原子的電負(fù)性原子的電負(fù)性對(duì)化學(xué)位移的影響較大；當(dāng)某元素的原子處于不同的氧化態(tài)時(shí)，它的結(jié)合能將發(fā)生變化。）對(duì)化學(xué)位移的影響較大；當(dāng)某元素的原子處于不同的氧化態(tài)時(shí)，它的結(jié)合能將發(fā)生變化。）B. C. D.E.F. G.鬼線鬼線XPS定性和定量分析的依據(jù)是峰位和峰強(qiáng)度（比對(duì)附錄中的結(jié)合能數(shù)據(jù)；定性和定量分析的依據(jù)是峰位和峰強(qiáng)度（比對(duì)附錄中的結(jié)合能數(shù)據(jù)；）第28頁(yè)/共32頁(yè)第二十九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。第七章第七章7.1 熱分析熱分析第29頁(yè)/共32頁(yè)第三十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 六分。第30頁(yè)/共32頁(yè)第三十一頁(yè)，編輯于星期日：十