Курс направлен на обучение читателей решению материаловедческих (включая и исследование наноматериалов) задач с помощью методов рассеяния и дифракции рентгеновского излучения. Рассматриваются методы фазового анализа, уточнения кристаллической структуры, анализа несовершенств строения кристаллов (малых областей когерентного рассеяния и микронапряжений), макронапряжений и текстур. При этом основное внимание уделяется задачам, возникающим при исследовании материалов, в т.ч. и нано-, а ряд важных для рентгенографии приложений, относящихся к химическим задачам (например, исследование неизвестной кристаллической структуры новых соединений) сознательно пропущен. Курс рассчитан, главным образом, на студентов-дипломников и аспирантов. Желательно знакомство слушателей с основами кристаллохимии и общим курсом физики.

План лекций:

Основы рентгенодифракционного эксперимента.

Введение. Физические основы рентгенодифракционного эксперимента. Некоторые элементы кристаллографии, трансляции, решетки Браве, обратная ячейка, формулы Лауэ, Брэгга-Вульфа, построение Эвальда, способы генерации рентгеновского излучения.

Фазовый анализ.

Базы данных дифракционных стандартов, информация в карточках базы, полуавтоматический и автоматический фазовый анализ – принципы работы программ, FOM, методы количественного фазового анализа.

Уточнение структуры.

Уточнение параметров элементарной ячейки, рентгенодифракционный анализ искажений симметрии кристалла, уточнение кристаллической структуры, основы полнопрофильного анализа дифрактограмм (метод Ритвельда).

Анализ несовершенств кристаллической структуры.

Получение физического профиля дифракционного пика: разделение дублета K – серии рентгеновского излучения, учет инструментального уширения; функции, используемые для аппроксимации профиля пика; формула Шерера; определение микронапряжений; определение несовершенств структуры с помощью Фурье – анализа профиля дифракционной линии

Анализ макронапряжений в материалах.

Особенности геометрии съемки, расчет компонентов тензора напряжений в плоскости образца и определение их ориентации относительно прибора.

Анализ текстур.

Типы текстуры, их проявление на дифрактограммах; функции, описывающие текстурный эффект; особенности геометрии съемки, направления сканирования в текстурном рентгенодифракционном эксперименте ("2q", "q", "f", "c"); обратные и прямые полюсные фигуры; получение и анализ полюсных фигур; кривые качания, их применение для исследования высокоориентированных материалов.