Erhalten der (hklhklhkl) Miller-Indizes aus dem Einfallswinkel eines Lichtstrahls

Ich bekam diese Woche ein Röntgenbeugungslabor. Wir haben die Zählrate für verschiedene Winkel gemessen 2 θ der Drehung des Detektors. Aus diesen Messungen zeichneten wir ein Diagramm von 2theta gegen die Zählrate und leiteten die Peaks ab. Daraus könnten wir dann den Netzebenenabstand berechnen D unter Verwendung des Braggschen Gesetzes. Hier stecke ich fest: Von den berechneten Werten von D , ich weiß, dass ich die Gleichung verwenden muss

D = A H 2 + k 2 + l 2

um die Gitterkonstante zu finden A , aber wie finde ich die ( H k l ) Werte?

Die verwendete Probe war NaCl mit einer flächenzentrierten kubischen Einheitszelle.

Antworten (1)

Für ein gegebenes Bravais-Gitter müssen Sie die Indizes finden, für die der Strukturfaktor gilt S H k l verschwindet nicht. Für kubische Gitter ist es eigentlich ganz einfach (z. B. für hexagonale kann es schon sehr schwierig sein), da wir wissen, dass NaCl eine fcc-Struktur hat, kennen wir dann die Atompositionen in einer Elementarzelle:

N / A [ 0 , 0 , 0 ] , [ 1 / 2 , 1 / 2 , 0 ] , [ 1 / 2 , 0 , 1 / 2 ] , [ 0 , 1 / 2 , 1 / 2 ] und Cl [ 1 / 2 , 1 / 2 , 1 / 2 ] , [ 0 , 0 , 1 / 2 ] , [ 0 , 1 / 2 , 0 ] , [ 0 , 0 , 1 / 2 ] .

Als nächstes brauchen wir den Ausdruck des Strukturfaktors für orthogonale Gitter ( F ich ist der Formfaktor von Atom ich , die Informationen über die chemische Identität des Atoms enthält):

S H k l = A T Ö M ich u N ich T C e l l F ich exp [ 2 π ich ( H X ich + k j ich + l z ich ) ]
Ersetzen Sie jetzt einfach die Atomkoordinaten nacheinander in S H k l und machen Sie die Summierung, die Ihnen Folgendes geben sollte:

S H k l = ( F N A + F C l e π ich ( H + k + l ) ) ( 1 + e π ich ( H + k ) + e π ich ( H + l ) + e π ich ( k + l ) )
Jetzt fast fertig, probieren Sie einfach ein paar Beispiele aus k H l und sehen, bei welchen der Strukturfaktor nicht gegen Null geht (einfacher Prozess wegen der vereinfachten Form des 2. Produktterms in S ). Jetzt können Sie selbst überprüfen, dass für jeden Satz gemischter Indizes (dh gerade und ungerade Indizes zusammen) S 0 , z.B S 100 = 0. Als nächstes probieren wir alle geraden und alle ungeraden Indizes aus und finden das heraus S ist in beiden Fällen ungleich Null. Jetzt haben Sie also Ihr Rezept, um zu bestimmen, welche H k l Werte gelten für eine fcc-Struktur: 111 , 200 , 220 , 311 , . . .

Diese Art von Behandlungen werden in den meisten grundlegenden Solid-State-Büchern behandelt, ermutigen Sie auf jeden Fall, sich formaler über diese Dinge zu informieren.

Danke, obwohl ich das nicht verstehe. Wir haben nach jedem Experiment, das wir durchführen, eine Woche Zeit, um unsere Laborberichte einzureichen, und wir haben bisher noch nie Röntgenbeugung in der Physik gemacht. Außerdem hatte ich diese Woche zwei Tests, einen für ODEs und einen für Basic Analysis, also hatte ich nie Zeit, mich mit diesem Thema zu beschäftigen.
Du musst es mir nicht erklären :), ich bin froh, dass es geholfen hat. Viel Glück.