صفحه 1:
عنوان: کر
ستا
لو
۳
فى
صفحه 2:
Belcan ا SrCnt Sten at me BSS لك
و دانشجويان مقاطع و رشتههاى مختلف و ساير علاقه مندان به علوم وفناورى
نانو اقدام به تدوین سیستم جامع آموزش فناوری نانو نموده است.
فلیل حاضر, فلیل ارلئه مقلله ای است که در سابت آموزش فناوری نلنو با
جانمابی:
۱ emo
۱
0 Coe ل ل wes rs
بهتر مخاطبان. بركزارى سمينارها و كاركاه هاى تخصصى را براى نهادهاى
صفحه 3:
فیزیک حالت جامد
© محققان فیزیک حللت جامد ساختار درونی جلمد را مطالعه میکنند. آنها در تلاشند
کهبا درک رفتار اتمها و مولکولها. خواصی را که جامدات از خود نشان میدهند
که
دو مورد از پیشرفتهای اساسی در زمینه فیزیک حللت جلمد ساخت ترانزیستورها
بر پلیه نظریات خواص الکتریکی جامدات نیمه رسانا و ساخت لیزر بر اساس بررسی
رفتار باقوت در جذب و نشر امواج نوری است.
" اولین بار در سال ۱۹۱۲ بود که ماکس ون لاو نشان داد که کریستالهاء اشعه ایکس
راید شکل منظمی متفرق می کنند: تفرق اشعه ایکس مشخ می کرد کد که
كريستال. شکل منظمی از اتمها یا مولکولها را در الگویی مرتب نشان میدهد.
صفحه 4:
نظم در بعد کوتاه و در برد بلند
در حللت کلی ماده در سه حللت مختلف جامد. ملیع و گاز قرار دارد. در لین حالتهاء
ماده سه حالت کلی نظم را دارا است که شامل:
آرایش بینظم
آرایش منظم در برد کوتاه
آرایش منظم در برد بلند
صفحه 5:
نظم در بعد کوتاه و برد بلند
(Amorphous Materials) jg01 olgo "'
* مواد منظم با برد کوتاه
* جامدهای غیرکریستالی یا آمورف از اتمها. یونهاء یا مولکولهایی که به شکل
تصادفی در کنار هم قرار گرفته اند تشکیل شدهاند که هیچ طرح منظم یا
ساخثار شبکه ای معینی را ایجاد نمی کنند.
(Crystalline Material) Sti 55 olgo "
Crystaline SiOz Amorphous Sio
0 (Glass) °°?
صفحه 6:
مواد کریستالی
جامد کریستالی شکل جامدی از ماده است که در ن اتمها یا مولکولها در یک
طرح تکرار شونده معین در سه بعد مرتب شده اند.
7 در کریستالها اتمهابا الگویی که در سه بعد تکرار می شود. کنار هم قرار می-
گیرند که به این آرایش منظم سلول واحد ([[06 ع[]) گفته میشود.
مشخص بودن شکل هندسی. خاصیت ناهمسانگردی (تفاوت خواص در جهات
مختلف کربستالی) و تقارن از خصوصیات کریستالها است.
مواد کریستالی به دو دسته مواد تکبلور (61001660705421) و چندبلور
Nigh co pum (PolyCrystal)
صفحه 7:
تک کریستال
" "تک کریستال ساختار اتمی دارد کهبه طور منظم در کل حجم تکرار هی شود. تک
کریستالها در بهترین حالت ممکن هستند و درجه نظم بالایی دارند و تکرار
هندسی منظم آنها در تمامی حجم ماده دیده میشود.
م الام
ا
OS
CLK
WOOOOOOOC
سم
چگونگی قرارگیری اتمها در یک تکبلور
صفحه 8:
جامد چندکریستالی مادهای اسست که از کنار هسم قرار گرفتتن تعداد زیادی
تک کریستال متفاوت به نام کریستالیت یا دلنه (6372100) ایجاد شده است. نظم
jl call یک حوزهبه حوزه دیگر در دانهها تغییر می کند. لین نواحی(دانهها) از
طریق مرزهلیی از هم جدا شده لند که مرزدلنه (300003 case (Grain
عى شولم
نواحی منظم.يا نواحى تك كربستال از نظر ابعاد و شکل مرتب شدن درکنار همسبا
یکدیگر متفاوتند. قطر متوسط دلنه بندی ها معمولاً ۱۰ نانومتر تا ۱۰۰ میکرومتر
است و جامدهای چند کربستالی با دانهبندیهایی که متوسط قطر آن از ۱۰۰
نانومتر کمتر است نانو کریستال نامیده می شوند.
صفحه 9:
شبکه glacwo (Lattice) از نقاط در فضا است که هر نقطه محیط متشابهی
دارد. فضا از تکرار سلولهای واحد پر می شود و شبکه را پدید می آورد.
" "یک شبکه فضلیی مجموعه ای از نقاط با فواصل برابر است که هر نقطه از شبکه را
حی توانباییک بردار مشخص کرد. در لین رابطه Ts 9 My My عددهای صحیح و
0 و 6 بردارهای یکه در سه جهت میباشد.
رابطه () R,=n,atn,b+n,c
صفحه 10:
شبکه های کریستالی براوه
در شبکههای براوه همه اتمها از یک نوع و همه نقاط شبکه معادل هم هستند.
* با بررسی مواد در حالت دو بعدی ۵ نوع شبکه براوه قابل تعریف است.
e000 99:۰
200 ۷ 9۰
oo 1۵ ۵ ۰
مدرم poe eb ete
ریک مستطيلق لوق
one ۰ 0 ۰ ۰
57 °
5 7 ۳
وی درم اد م يا يا
سلولهای واحد پنج شبکه کریستالی دو بعدی
صفحه 11:
شبکه های کریستالی براوه در سه بعد
* در حللت سه بعدی سلولهای واحد هفت نوع شبکه کریستالی شامل شبکههای
مکعبی, شش گوشه. مکعب مستطیلی. رومبوهدرال, ارترومبیک, موئوکلینیک و
تریکلینیک را نشان میدهد. برخی از لین شبکهها نیز خودبه چند دسته تقسیم
میشوند و در مجموع ۱۳ شبکه براوه سه بعدی در این هفت سیستم کرستالی
وجود دارد.
صفحه 12:
پارامترهای کریستالوگرافی
پارامتر شبکه:
* اطلاعلتی از سلول واحد است کهبه واسطه آنها می توان اندازه, ابعاد و شکل
سأرل واكك را مشخص نمود. در شبكدهاى مکمبی طول ۱۷ :۱۳۳۳۳۹۱
بين يالها (كه +5 درجه است) بارامتر شبكداى ناميده مى شود.
* اندازه ثابت شبكه بر اساس انگستروم یا ننومتر بیان میشود.
* در سلول واحد هگزاگونالبه دلیل تفاوت در فاصله بین اتمها در سطح مقطع و
ارتفاع آن, ثابت شبکه با دو پارامتر 2 و 0 بیان میشود.
تسلسل چیدن:
* شبکه کربستالی از روی هم قرار گرفتن تعدادی زبادی صفحات اتمی تشکیل
شده است که نحوه قرار گرفتن این لایهها را روی هم. تسلسل چیدن
00 -
صفحه 13:
پارامترهای کریستالوگرافی
فاکتور فشردگی:
* میزان پرشدن فضای شبکه توسط اتمهاء یا حجم اتمهای داخل سلول واحد
تقسیم بر حجم کل سلول واحد. را فاکتور فشردگی اتمها مینامند.
عدد همسایگی:
* نزدیکترین نقاط شبکه براوهبه یک نقطه خاص عدد کوردینانسی را مشخص
چون شبکه براوه تناوبی تکرار می شود. همه نقاط تعداد یکسانی
نقاط همسایه يا عدد کوردینانسی دارند که این خاصیتی از شبکه است.
صفحه 14:
ساختار مکعبی ساده (50)
© سه دسته اساسی ساختارهای مکعبی شامل ساختار مکعبی ساده. ساختار مکی
مرکز پر و ساختار مکعبی با وجوه پر است.
* ساختار مکعبی ساده:
در لین ساختار اتمها تنها در گوشهها قرار دارند. بنابرلین عدد همسایگی لین
ساختار شش است.به دلیل اینکه که هر لتم در گوشه متعلقبه هنت و۳۱
شبکه است. یک اتم در ساختار مکعبی در هر واحد شبکه قرار میگیرد.
۰ wn: 10 = 0821 ng cite
۳ 20% som 3
init cal sure
3 اروم مك > atom
Apr
contains 8x1/8 = هاما
100 مصیدی اع
unit cel
محاسبات مربوط به فاکتور فشردگی اتمها در ساختار مکتبی ساده
ساختار شبکهای مکعبی ساده
صفحه 15:
ساختار مکعبی مرکزپر (06)
' درلین ساختار اتمها در گوشهها و مرکز مکعب قرار دایند. بنابرلین عدد همسایگی
لین ساختار هشت است.به همین دلیل نیز در هر واحد شبکه دو لتم؛یک لتم در
مرکز مکعب و یک اتم در گوشهها؛ موجود است.
بسیاری از فلزات شامل فلزات قلیلیی. مانند سدیم. و بسیاری از عناصر واسطه.
مانند آهن در دمای محیط. ساختار 866 را انتخاب می کنند.
سس
volume | ..—
- اه اس
sm م Se
این ساختار شبکهای مکعبی مرکزپر
Are
ere ee eee
صفحه 16:
ساختار مکعبی با وجوه پر ( (FCC
" درلین ساختار اتمها در گوشهها و مرکز وجوه قرار دایند. بنابرلین عدد همسایگی
لین ساختار دوازده است.به همین دلیل نیز در هر واحد شبکه چهار لنم؛ سه لتم در
مركز وجوه ويك لنم در گوشهها؛ موجود است. تماس هر لتمبا همسایه هلیش از
مسیر قطر وجوه واحد شبکه است و بر این اساس محاسبات صورت میپذبرد.
بسیاری از فلزات معمول مانند مس نیکل. سرب در ساختار 6/0 شکل می گیرند.
volume | اس
له مت ۱
= ۳ 1 9
APF 3 ساختار شبکهای مکعبی با وجوه پر
a= ak I$ ——_ volume 3
err ee ee
صفحه 17:
شبکه کریستالی هگزاگونال فشرده (HCP)
" مهمترین ساختار کربستالی. ساختار کربستالی هگزاگونال فشرده میباشد. عدد
همسایگی لین ساختار دوازده است و در هر واحد شبکه شش لتم؛ سه لتم در مرکز
ششوجهی و سه اتم در دو صفحه قاعده؛ موجود است.
" تعدادی از فلزات معمول مانند منیزیم و تیتانیم در ساختار 1160 شکل می
گيرند.
ساختار شبکهای هگزاگونال فشرده
صفحه 18:
کلرید سدیم. فلورید لیتیم و تعدادی دیگر از ترکیبات یونی دیگر در شبکه
کریستال مکعبی به نام ساختار کلرید سدیم متبلور می شوند.
ساختار کلرید سدیم شامل تعداد برابری پون سدیم و کلر است که در نقاط یکی
در میان یک شبکه کریستالی قرار گرفته لند. بنابراین هر یونبا شش نوع يون
دیگر همسایه است.
ساختار کلرید سدیم ترکیبی از دو ساختار 306 است.
صفحه 19:
که الماس شامل دو شبکهبا وجوه مرکز هر است که یه داح ۱۳۳
کردهاند. ۸ لتم در ساختار الماس وجود دارد و هر لتم کوبن در لین ساختاربا چهار
گر ند بر قرار کرده است.
" سیلیسیم و ژرمانیم نیز با این ساختار بلوری متبلور میشوند.
صفحه 20:
جهات کریستالی
تعیین جهات شبکهای:
" یک نقطه شبکه رابه عنوان مبداء در نظر گرفته و اسم آّن را مبدا (00101) می
گذاریم. انتخاب مبداء کاملاً دلخواه است زیرا نقاط شبکه با هم تفاوتی ندارند.
٠ سپس نقطهای از شبکه را انتخاب کرده و آن را 1 می نامیم.
" نقطه 0 راباییک خط به نقطه آوصل می کنیم و با کم کردن مولفههای لین دو
نقطه. بردار شبکه را می توان به شکل زیر نوشت:
يه + تيس + عيرم < 13
برای نگارش جهت شبکهای. سه مولفه فضایی 1,۳,1 را به گونهای مرتب
میکنیم تا به صورت کوچکترین اعداد صحیح تبدیل شوند.
11,[ سپس آنها را در داخل براکت [...] قرار می دهیم. این سه عددبه صورت ٠
ولالا] نوشته می شوند.
صفحه 21:
|
Pavey me 1193)
صفحه 22:
صفحات کریستالی
تعیین اندیسهای میلر یک صفحه :
" محل تقاطع صفحه را با سه محور کربستالوگرافی تعیین می کنیم.
کسر معکوس هر نقطه را ترسیم می نماییم.
کسر معکوس را در کوچکترین ضریب ضرب می نماییمبه گونهای که کوچکترین
اعداد صحیح پدید آید.
7۳۲ 0 3
هرسته | 1/2 | ۱
1۵ج | Ae
sav) 2/1] 0
eat میلر(211)
صفحه 23:
PLO ا
سيستم جامع آموزش فناورى نلنوبا مشاركت دانشجويان و علاقه مندان در
Se ee enya eC Ne bee STS ae ceed
هاى مرتبط با لين فناورى نوين در حال توسعه است. لذا از تمامى اساتيد.
دانشجویان. متخصصین و علاقه مندان تقاضا می گردد نظرات. پیشنهادات و
انتقادات خود راجه منظور توسعه هر چه بهتر لین سیستم با سایت آموزش
فناوری نانو در میان بگذارند.
7 هه
0۵۵ 5 ۳
bad ۳
صفحه 24:
______ بایان ee