Метод рентгеновского фазового анализа порошков. Уравнение Вульфа –Брэгга

Метод  рентгеновского  фазового  анализа  порошков.  Уравнение Вульфа –Брэгга:

При исследовании полупроводников нужно устанавливать количество фаз в системе, сингонию, вид симметрии, строение элементарных ячеек фаз, периоды  идентичности, химический состав фаз, тип реальной структуры кристалла, является ли фаза фазой постоянного или переменного состава,

в последнем случае –область гомогенности фазы; степень упорядоченности структуры, величину кристаллитов в полукристаллическом материале; магнитную структуру полупроводников и др. Одним из методов, позволяющих решить эти задачи, является рентгенографический метод.

Уравнение Вульфа-Брэгга: nλ=2 x=2d _{h R L} .

Рис.11.3 К выводу уравнения Вульфа –Брэгга:

Направление рентгенографического анализа : задачей рентгеновского структурного анализа является нахождение точных позиций атомов в элементарной ячейке , установление пространственной группы структуры, распределения  электронной  плотности.  Он  характеризует  конкретную выделенную  фазу ; осуществляется главным образом на монокристаллах.

В подавляющем  большинстве   случаев  инженер радиоэлектронной промышленности  может использовать литературу по рентгеноструктурному анализу  данной  фазы  или  поручить  такой  анализ  специализированным лабораториям  институтов.

Рассеяние рентгеновских лучей веществом : должно наблюдаться два вида рассеяния – когерентное без изменения длины волны и комптоновское  некогерентное с изменением длины волны. Рассеяние рентгеновских лучей осуществляют только электроны. Свободный электрон вызывает в основном некогерентное  комптоновское  рассеяние. Квант рассеянных лучей меньше, а длина волн больше, чем первичных.

·        квантомеханических  моделях строения атома :не допустимо распространять на явления микромира законы макромира из классической физики. Согласно квантово механическим представлениям  электроны в атоме и молекуле движутся по «размазанным» орбитам, чем то напоминающим «электронное облако». Каждой «орбите» соответствуют строго определенные квантовые состояния. Последним отвечают точно рассчитанные и экспериментально найденные энергетические уровни(термы). Квантовая механика описывает атом как систему стоячих волн  вокруг ядра, как струна с закрепленными концами , которая может колебаться с определенными , характерными  для  нее  частотами. Система стоячих волн , характеризующая атом, отличается тем, что на определенном очень малом расстоянии от ядра амплитуды этих волн становятся незначительными , как бы ограничивая тем самым размер атома. Пространственное распределение амплитуд  волн вокруг ядра может быть найдено с помощью  уравнения  Шредингера, известного из  курсов  физики и квантовой  механики;

·        Важным  выводом волновой механики является установление симметрии распределения вокруг атомного ядра валентных орбит-облаков:s орбита образует вокруг ядра электронное облако шаровой симметрии.Три р – орбиты распределены вокруг осей X,Y,Zдекартовых координат так, что обычно различают   P_x  , P_у , P_z  орбиты.

·        Называются орбиталями.