Festkoerper
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WS 2012/13, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Mathias Getzlaff<br />
Vorlesung: <strong>Festkoerper</strong>physik, inoffizielle Mitschrift<br />
by: Christian Krause, Matr. 1956616 1 KRISTALLE<br />
• Intensität der Beugungsreflexe fällt mit zunehmender Temperatur, verschwindet aber nicht<br />
• Bei fester Temperatur fällt die Intensität mit wachsendem h + k + l<br />
• inelastisch gebeugte Strahlen → diffuser Hintergrund<br />
– Intensität des diff. Hintergrundes wächst mit zunehmender Temperatur<br />
– keine Verbreiterung der Reflexe<br />
• QM-Nullpunktsschwingungen: I/I0 ≈ 10%<br />
• keine drastische Abnahme der Intensität bei Raumtemperatur<br />
1.3 Experimentelle Bestimmung der Kristallstruktur<br />
1.3.1 Wellentypen<br />
• Strahlung<br />
• Materiewellen (z.B. e − , n, He)<br />
Impuls nichtrelativistischer Teilchen: p = 2mEkin<br />
De-Broglie Wellenlänge λ = h<br />
p =<br />
Voraussetzung für Beugungsexperimente:<br />
h<br />
√ 2mEkin<br />
• λ ≈ Gitterkonstante ≈ 1 ˚ A<br />
• nicht zu starke Dämpfung: Eindringtiefe e − ≈ nm bis µm-Bereich, γ, n ≈ mm bis cm-Bereich<br />
a) Röntgenstrahlung<br />
Beschuss eines Metalltarget mit Elektronen, Abbremsen → Röntgenstrahlung<br />
• kontinuierliches Bremsspektrum<br />
• charakteristische Röntgenlinien<br />
b) Elektronen<br />
Ekin(λ ≈ 1 ˚ A) ≈ 150eV → Eindringtiefe sehr klein ≈ 1...5nm<br />
Vorteil: Strahl ist fokussierbar<br />
Beispiel: fcc(111)<br />
c) Neutronen<br />
Ekin(λ ≈ 1 ˚ A) = 0, 08eV ≈ kT bei Raumtemperatur ⇒ “thermische Neutronen“<br />
Hohe Flüsse in Kernreaktoren<br />
Monochromatisierung<br />
• Kristall → Bragg-Streuung<br />
• Flugzeitspektrometer<br />
Seite 17
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