مدرس : دکتر هادی سردارآبادی

مشاهده رزومه مدرس
تاریخ ایجاد : ۱۴۰۰/۳/۱۹

کریستالوگرافی

تعداد دانشجویان این دوره : 3

دسترسی سریع

ارتباط با استاد

امکان بازگشت وجه

مفاهیم نظم و بی‌نظمی در بررسی کریستال‌ها و به ویژه نانوکریستال‌ها حائز اهمیت هستند. نظم، به ترتیب اتم‌ها و یا مولکول‌ها در آرایش یک ماده، اشاره می‌کند و در واقع علت اهمیت نظم در چینش مولکول‌ها و اتم‌های یک ماده این است که واکنش‌های شیمیائی و خواص فیزیکی و شیمیایی در یک ماده به نظم اتمی در ماده مربوط می‌شود.

گستره نظم در طبقه‌بندی مواد مهم است. نظم در (SRO) Short-range order فقط در حد چند مولکول و یا اتم‌ (در مقیاس‌های کوچک و کمتر از 10 نانومتر) وجود دارد؛ مانند آب، شیشه‌های سیلیکاتی و ...؛ این در حالی است که نظم در (LRO) Long-range order در حد بسیار بیشتر از چند مولکول و یا اتم‌ (در اندازه‌های بیشتر از 10 نانومتر) مشاهده می‌شود؛ مانند فلزات، نیمه‌رساناها، سرامیک‌ها و ...؛ اما مواد نامنظم در هیچ راستایی نظم ندارند؛ مانند گاز آرگون، گازهای تک اتمی و ...

کریستال‌ها در مواد منظم از سه حالت گاز، محلول و مذاب و در شرایط دما، فشار و غلظت معین تولید می‌شوند. کوچک‌ترین واحد سازنده یک کریستال، سلول واحد (Unit Cell) نام دارد که در یک کریستال تکرار می‌شود.

در دو بعد، 5 نوع سلول واحد و در سه بعد، 7 نوع سلول واحد وجود دارد. پارامترهای شبکه که شامل سه زاویه و سه طول در سه راستا (فاصله اتم‌ها در هر سه راستا) هستند، در یک کریستال کاملا ثابتند و به طور کلی 14 نوع سلول واحد وجود دارد که سبب می‌شود 14 نوع شبکه براوره وجود داشته باشد. در یکSingle crystal یا تک کریستال، نظم اتمی در همه بخش‌ها وجود دارد ولی در عمل ماده تک کریستال وجود ندارد. در یک poly crystal، تعدادی تک کریستال وجود دارد که بین آن‌ها مرز وجود دارد.

در نانوکریستال‌ها، مرز بین دانه‌های کریستالی، کمتر از 100 نانومتر است.

هر ساختار کریستالی از دو بخش تشکیل شده است؛ شبکه (Lattice) و ساختار پایه (Basis).Lattice محل قرارگیری واحدهای سازنده یک کریستال (Basis) اعم از اتم، مولکول و یا کلاستر است.

به طور کلی دو نوع شبکه کریستالی برآوه و غیربراوه وجود دارد که تفاوت این شبکه‌های برآوه و غیربراوه در ساختار پایه است؛ ساختار پایه در شبکه برآوه کاملا یکسان است ولی در شبکه‌های غیربرآوه ساختار پایه همسان نیست.

فاکتور بسیار مهمی که در کریستالوگرافی محاسبه می‌شود و بر خواص یک کریستال بسیار موثر است، Atomic packing factor (APF) است که میزان توانائی قرارگیری عوامل خارجی در فضای داخل شبکه بلوری است. محاسبه این فاکتور در این دوره برای ساختارهای کریستالی Body Center Cubic (BCC)، Face Center Cubic (FCC) و چند ساختار کریستالی دیگر انجام می‌شود.

مطلب بسیار مهم دیگری که در این دوره به آن پرداخته می‌شود، تشریح مفهوم تسلسل چیدن (نحوه قرارگرفتن صفحات کریستالی نسبت به یکدیگر) و بیان تفاوت دو مفهوم کاملا مجزای جهت‌های کریستالی و صفحات کریستالی است که درک این مفاهیم به شما در مشخصه‌یابی از روش XRD، کمک می‌کند.

 

دوره آموزش صفر تا صد نانو دوره مقدماتی (تربیت مربی-آمادگی برای جشنواره‌ها و مسابقات نانوئی) پیشنهاد می‌شود اما ضروری نیست.

این دوره به طور کامل در دوره صفر تا صد نانوزیست فناوری بخش سوم متوسطه نیز ارائه می‌شود.

بخش اول: مفهوم نظم و بی‌نظمی

بخش دوم: چگونگی شکل‌گیری یک کریستال

بخش سوم: بررسی شبکه‌های برآوه و غیربرآوه

چهارم: محاسبه Atomic packaging factor (APF)

بخش پنجم: عدد همسایگی، محاسبه APF برای ساختارhcp، جمع‌بندی و بیان مفهوم جهت‌های کریستالی

بخش ششم: صفحات کریستالی و اندیس‌های میلر

نظرات دانشجویان درباره این دوره