材料现代研究方法试题

1、材料现代研究方法试题1、分别从原理、衍射特点及应用方面比较X 射线衍射和透射电镜中的电子衍射在材料结构分析中的异同点。2、已知纯金属Cu为面心立方结构，晶格常数a = ?,若采用FeKa （入=?）进行X射线衍射分析，试问第一条衍射线的晶面指数是什么？具衍射角29为何值？3、已知Cu3Au 为面心立方结构，可以以有序和无序两种结构存在，请画出其有序和无序结构001 晶带的电子衍射花样，并标定出其指数。4、何为晶带定理和零层倒易截面？说明同一品带中各晶面及其倒易矢量与晶带 轴之间的关系。5、什么是双光束衍射？电子衍衬分析时，为什么要求在近似双光束条件下进行?6、o-Fe单晶(体心立方，点阵常数

2、a=？)的选区电子衍射花样如图所示。已测 得A、B、C三个衍射斑点距透射斑点 O的距离为：Ra=, Rb=, Rc=, /AOB=90°。 试求：(1)标定图中所有斑点的指数；(2)求出晶带轴指数uvw; (3)计算相机常数 L入二？7、利用WDS对某一合金进行XRF成分分析，采用LiF(d2oo = ?)分光晶体，在9分别为 °和°探测器接收到强烈的信号，试问在这一合金中存在何种元素？8、产生红外吸收的条件是什么？是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱？为什么？9、拉曼光谱的峰位是由什么因素决定的，试述拉曼散射的过程。10、对于半导体材料，如何根据透射光谱或吸收

3、光谱来计算材料的禁带宽度？报告：实验方法和简单应简述一种你在本学期课程中学到的测试分析技术的原理、 用（最好能结合你要研究的课题）。1 .电子衍射与X射线衍射原理一样，都是衍射，遵从衍射产生的必然条件和系统 消光规律。衍射路径不同，所以衍射花样不同，电镜中衍射误差大于X射线，但电镜可以实现形貌与结构的同步分析。电子波是物质波，按入射电子能量的大小，电子衍射可分为高能电子衍射、低能电子衍射和反射式高能电子衍射， 而X射线 衍射是X射线照射样品。2.1 .答：因为纯Cu为印C结构，根据消光条件该结构晶而指数只能取全奇或全偶. 即其晶而指数只能取(111), (200X (2200 又因为面间距J

4、Q 丁+ 产所以衍射角 =工疝(二)2d2a即小角度衍射线对应的晶而指数小 因为第一条衍射线的晶面指数为(111),把h=k口二I代人上式得 20 - 55 .3°3.图7-2 无序和卅序 SAutfl构4.145、何为零层倒曷截面和晶带定理？说明同一晶带中各种晶面及其倒易矢量与晶带轴之间 的美素. 零层倒果餐面；由丁晶体的倒料点阵是三位点阵r如果电子束沿晶带轴uvw的反向入射 时,通过原点0*的例易平面只有一个.我们杷这个二维平面叫做零层倒易面. 品晶定理因为军星倒易直上的占住财矢量鄱和品带轴r-|ww垂直，故有菰*尸=。|DP hu 4-/rv4-hr = 0 s这就是晶帚定理声

5、 关系，同 品带中各个晶面与晶带轴平行，其倒易失笈与晶帝袖垂直.5 .倾转样品，使晶体中只有一个晶面满足布拉格条件，从而产生强衍射，其它晶面均远离 布拉格位置，衍射花样中几乎只存在大的透射斑点和一个强衍射斑点。原因：首先，存在一个偏离矢量 s是要使衍射束的强度远比透射束弱，这就是可以保证衍射束和透射束之间没有能量交换。其次，若只有一束衍射束，则可以认为衍射束的强度Ig和透射束的强度IT之间互补关系，即I0=Ig+IT=1, I0为入射束强度。因此，只要计算出衍射束 强度便可知道透射束的强度。6 .5.aFe单晶(体心立方，点阵常数3=2.864)的选区电子衍射花样如图所示. 已测得A、H、C三

6、个衍射斑点距透射斑点。的距离为： T b ,cRA=l(Mh口叫RB=24£mm.RC 三 26 *5iihii / A/AOB=9l1°.试求：O(n标定图中所有斑点的指SnQ)求出晶带轴指数uvwh (3)计算相机常数I工工？解 (1) R|2： RjliRlOO： 600： 702=2:12:14(H| Ki LiXl IQ) (H2 K2 L2) =(2 -22) (H. K3L3)=(I I 0)+(2-2 2) =(3-1 2)Q)晶带轴指数uvwhU -1-2(3), t LX=R|d|i3 10+2.0 =20.0 mm-A7.24,答：7，/占=久 箕中2

7、为特朝1元索的特襁稣秒=10.16 92ff = 20 ,32 , , A = 2c?h«6*=2x 2.0134 x sin L0 5 8 = 0.7153 A宜送得 YmK a <1.7107 A ifeH M NK ,两 = 57,31*t - 2J did = 2 m 2,0134 乂 岫 2K .7* " = 1 .9m A 小查友再串求tr = I W73 J所以含金中应含有M口和1也这两种元素8.L产生红外吸收的条件是什么。是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱？为 什么？解:条件:激发能与分子的振动能级差相匹凰，同时有偶极矩的变化.并非所有的分子振动都

8、会产生红外吸收光谱、具有红外吸收活性，只有发生偶极 矩的变化时才会产生红外光谱.9.拉曼九固的嶂也是由H幺因素决定的,显述拉曼散时的近蝗u拄曼兆谙的峰位是U：分子基态划龈发态的求级差决柜的 在拉曼散射<K舌光子把部分能量始桂 品分子，使一部分处于基蠡的分子班到微发布.副散射光能量减少,狂垂直方向泅量到的散射光 中，可以检测到频率为0- Av1的造税，称为斯托克斯潴.相反,若光子从样品微发态分子中获 霍能量.样品分手从激发态回到基裔.则在大于入射光频率处可副得频率为V 口 + Av )的散射光 练等为反斯扎克斯城10.根据些导体串间光装注的基本埋诒L她有关主导体物理书寤)，在半导体本征吸收苗内, 吸收系数。与光子能量也又有如下关系】(a