Havancsák Károly:

Kísérleti módszerek I-II.

Tematika

 

1. Bevezetés

A mérési módszerek osztályozása.

a fejezet letöltése pdf formátumban: bevezetés.pdf

 

2. A szórás kinematikus elméletének elemei  (3 óra)

A szórt nyaláb amplitúdója és intenzitás; autokorrelációs függvény; reciprok rács; Bragg-feltétel; Ewald-szerkesztés; atomi formafaktor;  szerkezeti tényező; szisztematikus kioltás; Debye-Waller-faktor; Bragg-szórás, diffúz szórás.

a fejezet letöltése pdf formátumban: szórás.pdf

képek letöltése: ábrák 1-6.

 

3. Röntgen módszerek (6 óra)

A röntgen foton alaptulajdonsága; röntgen sugárforrások; röntgen foton- anyag kölcsönhatás mechanizmusai; röntgen detektorok; abszorpció; abszorpciós spektrometria; röntgen radiográfia; egykristály diffrakció; polikristály diffrakció; röntgen diffraktométer; vonalszélesség; integrális intenzitás; kvalitatív és kvantitatív fázisanalízis; rácsállandó vizsgálatok; szerkezetvizsgálat; fázisprobléma; dinamikus kölcsönhatások; primer extinkció; röntgen topográfia.

a fejezet letöltése pdf formátumban: röntgen.pdf

képek letöltése:   ábrák 1-10.; 11-20.;  21-30.;  31-40.;  41-47.

 

4. Elektron módszerek (6 óra)

Az elektron-diffrakció sajátosságai; elektron-anyag kölcsönhatás mechanizmusai; gerjesztési hiba. Transzmissziós elektronmikroszkópia; az elektron mikroszkóp felépítése és fontosabb jellemzői; elektron ágyú; objektív lencse; lencsehibák; a mikroszkóp üzemmódjai; a diffrakciós kép jellemzői; Kikuchi-vonalak; konvergens nyaláb diffrakció; a képalkotás módjai; világos és sötétlátóterű kép; a képalkotás elméleti megközelítései; oszlop-közelítés; kétsugaras modell a kinematikus elméletben; a dinamikus modell néhány sajátossága; kristályhibák leképezése; nagyfelbontású elektronmikroszkópia. Pásztázó elektronmikroszkóp; működési elv és főbb jellemzők; képalkotási lehetőségek: visszaszórt elektronok, szekunder elektronok, röntgen fotonok; transzmissziós pásztázó elektronmikroszkóp; képalkotás; elektron energiaveszteség spektroszkópia.

a fejezet letöltése pdf formátumban: elektron.pdf

képek letöltése:  ábrák 1-10.; 11-20.;  21-30.;  31-40.;  41-46.

 

5. Neutron módszerek  (4 óra)

A neutron alaptulajdonságai; neutron források; neutron detektorok; neutron abszorpció, a rugalmas neutron diffrakció sajátosságai; magszórás; mágneses szórás; neutron diffraktométerek; repülési idő módszere; szerkezet-meghatározás; rugalmatlan neutronszórás.

a fejezet letöltése pdf formátumban: neutron.pdf

képek letöltése:  ábrák 1-10.; 11-19.;

 

6. Pásztázó felületi mikroszkópia (4 óra)

Pásztázó alagútmikroszkóp (STM); elméleti alapok; az alagútmikroszkóp egydimenziós modellje; az STM üzemmódjai: képképzés és spektroszkópia; az alagútmikroszkóp felépítése; működésének alapelvei; alkalmazási példák: fémes felületek, szigetelők, félvezetők; réteges szerkezetű anyagok, nanotopográfia. Pásztázó erőmikroszkóp (SFM); az SFM felépítése, működési módok: kontakt módus, kontaktus nélküli üzemmódok; alkalmazási példák; a nanotechnológia alapjai.

a fejezet letöltése pdf formátumban: stm.pdf

képek letöltése:  ábrák 1-17, ábrák18-35, vagy word doc.

 

7. Mössbauer-spektroszkópia (5 óra)

A módszer fizikai alapfolyamatai: radioaktívitás; természetes vonalszélesség; rezonancia abszorpció; visszalökődési energiaveszteség; Doppler-effektus; visszalökődés-mentes emisszió; Mössbauer-Lamb-faktor; a mérőeszköz jellemzése; detektorok és források; Doppler-sebesség előállítása; mérési módok; hiperfinom kölcsönhatások: izomér eltolódás; kvadrupol felhasadás; mágneses felhasadás; relativisztikus effektusok; alkalmazások a szilárdtest fizikában.

a fejezet letöltése pdf formátumban: mossba.pdf

képek letöltése:  ábrák 1-15,  vagy word doc.

 

8. Nagyenergiájú ionsugarak analitikai alkalmazásai (6 óra)

Az ionsugaras technikák közös jellemzői; Rutherford-visszaszórás (RBS): elméleti alapok; kinematikai tényező; szórási hatáskeresztmetszet; energiaveszteség szilárd kondenzált közegben; alkalmazási lehetőségek: elemek azonosítása; vastagságmérés; összetétel vizsgálat; elemeloszlás a mélység függvényében; nehézion RBS; nem-Rutherford-visszaszórás; ion csatornahatás (channeling); alkalmazási példák: szennyezőatom helyzetének meghatározása; kristályhibák vizsgálata;  felületi szerkezetek vizsgálata; árnyék kónusz; csatornahatás-blokkolás; felületi relaxáció; adatom helyének vizsgálata. Rugalmasan kilökött atomok detektálása (ERD): a mérés elve; kísérleti elrendezés; a háttér levonás és a tömegszeparálás módszerei; alkalmazási példa. Proton indukált röntgen emisszió (PIXE); alapelv; kísérleti elrendezés; alkalmazási példa; kvantitatív analízis.

a fejezet letöltése pdf formátumban: ionspktr.pdf

képek letöltése:   ábrák 1-17,  ábrák 18-34, vagy word doc.

 

9. Magmágneses rezonancia módszerek (4 óra)

Az impulzus momentum klasszikus és kvantummechanikai tulajdonságai; mozgásegyenlet forgó koordináta rendszerben; Bloch-egyenlet; spin-rács, spin-spin relaxáció; állandó hullám módszere; Fourier-transzformációs MMR; impulzus technikák a spin-spin és a spin-rács relaxáció mérésére; a mérőberendezés felépítése; alkalmazások: a fémfizikában (Knight-eltolódás, Korringa-összefüggés, mozgási keskenyedés, inhomogén kiszélesedés); kémiai alkalmazások; magspin tomográfia.

a fejezet letöltése pdf formátumban: nmr.pdf

képek letöltése:   ábrák 1-19, vagy  word doc.

 

10. Pozitron annihiláció  (4 óra)

Pozitron keltés. Pozitron források, leginkább használatos források, lassú pozitron forrás. Pozitron annihiláció. Pozitrónium. Pozitron és szilárd anyag kölcsönhatása.

Pozitron annihilációs spektroszkópia mérési módszerei. Élettartam mérés, szögkorrelációs mérés, Doppler-effektus mérése. Az egyes módszerek leírása, mérőeszközök és mérési összeállítások, az egyes mérések összehasonlítása. A módszerek érzékenysége és használhatósága.

Alkalmazás a szilárdtest fizikában. Fermiológia. Hibák tanulmányozás, trapping modell. Felületek tanulmányozása.

Pozitronok alkalmazása a kémiában, illetve a gyógyászatban (PET).

a fejezet letöltése pdf formátumban: pozitron.pdf,

 

 

11. Optikai módszerek a szilárdtestfizikában (8 óra)

A lézer mint fényforrás tulajdonságai. A lézerműködés feltételei. Lézerfajták. Gázlézerek. Szilárdtest lézerek. Hangolható lézerek. A lézerek alkalmazásai.

Kétatomos molekulák rotációs és vibrációs színképe. Emissziós és abszorpciós spektroszkópia jellemzői. A spektrométer hitelesítése. A lézerspektroszkópia.

a fejezet letöltése pdf formátumban: lézeroptspr-1.pdfoptspr-2.pdf

 

 

12. Kalorimetrikus módszerek  (4 óra)

Alacsonyhőmérsékleti kalorimetria. Alacsonyhőmérsékletű fajhőmérés célja: elemi gerjesztések, ezen alapuló fizikai mennyiségek, kritikus mennyiségek, fázisátalakulások. Alacsonyhőmérsékletű mérési módszerek: hőmérséklet mérése, alacsonyhőmérsékletű kaloriméter. Magashőmérsékletű kalorimetria. Klasszikus DTA, Boersma-DTA, DSC. Fázisátalakulások vizsgálata. Kinetikai vizsgálatok.

a fejezet letöltése zip formátumban: 1-10 oldal, 11-20, 21-30, 31-39