Колебания в одноатомных кристаллах. Колебания в двухатомных кристаллах. Колебания примесных дефектов в одноатомных и двухатомных кристаллах. Полевая эмиссионная (автоэмиссионная) микроскопия

Страницы работы

Содержание работы

Лабораторная работа №1

Колебания в одноатомных кристаллах

1. Цель работы

Знакомство с физической моделью колебательных процессов, расчет дисперсионных зависимостей и макроскопических физических характеристик в одноатомных кристаллах.

1)  Используя данные таблицы 1 (см. Приложение) провела расчет частотного спектра колебаний для кристалла вольфрама (W). Получила значения продольных и поперечных скоростей: Vl=5180м/с, Vt=2870м/с. Построила дисперсионную зависимость для продольных волн в направлении [100] со значением силовой константы взаимодействия соседних атомов  82.01 Н/м.

 


Построила зависимость V(k) скорости переноса энергии в твёрдом теле.

 


Рассчитала значения  констант упругой жесткости:

С44=1.586*1011,   С11=5.165*1011, и сравнила с экспериментальными данными (таблица 2, Приложение).Значения близки к табличным.

2). Для направления[100] у Pt (ГЦК)( для одноатомных кристаллов с ГЦК структурой). Построила дисперсионную зависимость w(k) для продольных волн в направлении [100].

 


Построила график зависимости V(k)

Рассчитала значения звуковых скоростей для направлений:

в направлении [100]  Vl=3966м/с    и     [110] -  Vl= 5609м/с  ( для продольных волн); в направлении [100]  Vt=1673м/с    и     [110] -  Vt= 2365м/с  ( для поперечных волн). Сравнила с экспериментальными значениями таблицы 2,приложение): Vl=3960м/с, Vt=1670м/с (в направлении [100]). Рассчитанные значения получились близкие к табличным.

3).При моделировании упругих деформаций в кристалле свинца (Pb) рассчитала звуковые скорости в направлении [110] для продольных колебаний  Vl=4752м/с, для поперечных колебаний Vt=1542м/с. Отличие с экспериментальными значениями (Vl=2160м/с ,Vt=700м/с) можно объяснить ошибкой в расчётах, проведённых программой.

Лабораторная работа №2

Колебания в двухатомных кристаллах

1. Цель работы

Знакомство с физической моделью колебательных процессов, расчет дисперсионных зависимостей и макроскопических физических характеристик в двухатомных кристаллах.

Используя данные таблицы 1 Приложения, рассчитала дисперсионные зависимости для частот колебаний   в направлении [111] в кристалле NaCl.

 


направление[100] в кристалле CsCl

 


Определила граничные значения запрещенной зоны частот для кристалла NaCl: w1=1.95*1013, w2=2.42*1013, отсюда ее ширина  Dw=1,47*1013, максимальное значение частоты оптических колебаний 3,10*1013. Определила граничные значения запрещенной зоны частот для кристалла CsCl: w1=0.51*1013, w2=0.99*1013, отсюда ее ширина  Dw=0.48*1013, максимальное значение частоты оптических колебаний 1.12*1013.

 
Построила зависимость диэлектрической проницаемости от частоты в кристалле NaCl

 


В кристаллеCsCl

Из графиков нашла значение wT =3.13*1013,  wL =5.18*1013 для NaCl;  

wT =1.13*1013,  wL =1.86*1013 для CsCl.  

Сравнила полученные значения продольной и поперечной частот оптических колебаний wT и  wL с данными таблицы 2 Приложения (wT = 3,1*1013,             wL = 5,0*1013 для  NaCl  и wT = 1,9*1013, wL = 3,1*1013  для CsCl),   полученные данные близки к табличным.

2. Рассчитала области частот, в которых будет происходить отражение инфракрасного излучения (wT и  wL) для ряда кристаллов с общим катионом: NaF: wT = 4,55*1013, wL = 7,84*1013; wT =3.13*1013, wL =5.18*1013 для NaCl;    wT =2.53*1013, wL =3.93*1013 для NaBr.

M2,10-26кг

wL ,1013рад/с

wT ,1013рад/с

NaF

3.15

7.84

4.55

NaCl

5.88

5.18

3.13

NaBr

13.26

3.93

2.53

Лабораторная работа №3

Колебания примесных дефектов в одноатомных и двухатомных кристаллах

1. Цель работы

Знакомство с физической моделью колебаний, обусловленных наличием дефектов.

1) Рассчитала дисперсионные зависимости для продольных  колебаний в направлении [100] в одноатомном кристалле Li с ОЦК структурой (таблица 1 Приложения). Задав массу M=90.52 кг×10-26 примесного атома W и силовую постоянную, рассчитала частоту локальных колебаний wлок =2,173×1012 с-1 и определила тип локального колебания как резонансные дефектные колебания для направления [100].

Похожие материалы

Информация о работе