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dispoptic 2012 1
Questões
1. Câmera digital, CCD ou CMOS?
2. Sobre a lente selfoc?
dispoptic 2012 2
CCD e CMOS
dispoptic 2012 3
GRIN
Dissolver açucar em água quente. Logo após
algumas horas (~4) em repouso da solução de
água com açúcar (~500 gr de açúcar + 1lt de
água)...Vagarosamente adicionamos álcool(sem
provocar muita turbulência)...... Pronto para a
demonstração
dispoptic 2012 4
Grin = Gradient Index
dispoptic 2012 5
Noções sobre estado sólido
dispoptic 2012 6
Rede cristalina
Kittel, Charles “Introduction to solid state physics”. Biblioteca IFSC
http://www.chem.ox.ac.uk/icl/heyes/structure_of_solids/strucsol.html
dispoptic 2012 7
Características de planos numa rede
Densidade de átomos por plano
Relação de índices dos planos com a separação
8dispoptic 2012
Redes de Bravais
9dispoptic 2012
Rede cristalina = rede + base
10dispoptic 2012
Outra forma de representar
dispoptic 2012 11
Descrição de uma rede
R0 = R + m1a1 + m2a2 + m3a3
Vetores primitivos ai
Translação
12dispoptic 2012
Célula unitária
dispoptic 2012 13
BCC
Film BCC
dispoptic 2012 14
CsCl
Cúbico simples ou cúbico de corpo centrado?
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FCC - Empacotamento fechado
dispoptic 2012 16
Cristais
O = OctaedroT = Tetraedro
Filme NaCl e CaF2
dispoptic 2012 17
NaCl
Qual é a base? NaCl
dispoptic 2012 18
Empacotamento fechado
Film HCP
dispoptic 2012 19
O que se sabia até então classicamente
Teorema da restrição cristalográfica: Simetria de rotação de 2da, 3ra, 4ta e
6ta ordem Simetria de translação
dispoptic 2012 20
Novas estruturasPremio Nobel de Química 1996
(1985)• Robert F. Curl, Jr., Rice
University, Houston, USA • Sir Harry W. Kroto FRS,
University of Sussex, Brighton,
UK • Richard E. Smalley, Rice
University, Houston, USA
Buckminster Fuller's Dome - Expo '67 Montreal Courtesy of B. Eggen (Univ. of Sussex)
dispoptic 2012 21
The Nobel Prize in Chemistry 1996 was awarded jointly to Robert F. Curl Jr., Sir Harold W. Kroto and Richard E. Smalley "for their
discovery of fullerenes".
Quasecristal: possui estrutura, mas não tem simetria de translação translação
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Outras estruturas
dispoptic 2012 23
Exemplo de fulereto
K3C60
Material com propriedades supercondutoras (Tc = 20 K)
24dispoptic 2012
Uma situação importante para todos os efeitos na formação de uma estrutura cristalina
Raio atômico e raio iônico de alguns elementos em pm
dispoptic 2012 25
Prêmio Nobel de Química 2011
Dan Shechtman
The Nobel Prize in Chemistry 2011 was awarded to Dan
Shechtman "for the discovery of quasicrystals".
Modelo atômico de alumínio – paládio - manganês (Al-Pd-Mn)
superfície quase-cristalina.
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Quasicrystal Research: A film by Alexander Tuschinski - http://www.youtube.com/watch?v=wPyzSssNhFQ
LINK
dispoptic 2012 27
Como identificar a posição dos átomos?
28dispoptic 2012
Lei de Bragg
Sistema cristalino
Sistema cristalino imperfeito
Sistema amorfo
Lei de Bragg n l = 2d senq
qi = qf = q
nl = 2dsenq
d
n
sen
senk
kkq
kk
i
if
if
2
4
2
2
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Como identificar os planos de reflexão?
30dispoptic 2012
Índices de Miller
Especificação de um plano de átomos por um conjunto de números hkl
Intersecção x1y1z1 com sistema de eixos coordenados xyz
$ um número s tal que o produto de s vezes o recíproco das intersecções x1y1z1 dará o menor conjunto de números inteiros com a mesma proporção de 1/x1 1/y1 1/z1
Assim: h = s/x1 k = s/y1 l = s/z1
Muito útil para sistemas cúbicos
dispoptic 2012 31
Como está relacionada a rede direta com os índices de Miller ?
a
Plano 3x + y =a
y
x
dr
Intersecção com os eixos: 1/3 e 1/1
Índices de Miller: 1 3
Plano (13) Direção
normal ao plano: [31]
Eq. do plano:
21222
21
222
1
lkh
ad
zlykxhlkh
n
drn
alzkyhx
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Notação para famílias de planos e direções
família singular
planos {hkl} (hkl)
direções <uvw> [uvw]
Normal de um plano com índices (hkl) é [hkl] para sistema cúbico (não é geral)
2122
22
22
21
21
21
21
212121coswvuwvu
wwvvuu
222 lkh
ad
Ângulo q entre duas direções:
Distância d entre planos adjacentes com índices (hkl) é:
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Distribuição de densidade eletrônica
dispoptic 2012 34
Distribuição de densidade
eletrônica do NaCl
Na => 1s22s2p63s1
Cl => 1s22s2p63s2p5
dispoptic 2012 35
Outras ferramentas necessárias
36
Rede recíproca
Como descrever a morfologia de um cristal
Difração de Raios-X
Estrutura eletrônica
Definição de bandas
dispoptic 2012
37
Rede recíproca
dispoptic 2012
dispoptic 2012 38
FCC – rede recíproca
dispoptic 2012 39
Hexagonal – rede recíproca
dispoptic 2012 40
Como é a contribuição para a intensidade das linhas do difratograma?
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Fator de estrutura
Espalhamento por um elétron
Espalhamento por um átomo
Espalhamento por uma célula
dispoptic 2012 42
Espalhamento por um elétron
O que estamos procurando?
Intensidade do feixe espalhado por um elétron
de carga e e massa m a uma distância r do
elétron e um ângulo a entre a direção de
espalhamento e a direção de aceleração do
elétron
J.J. Thomson [ref. Reitz & Milford, Melissinos]
Como é a intensidade num ponto P?
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média
Raios-X na direção Ox
Eq de Tomson para o espalhamento de um feixe de Raios-X por um elétron
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Espalhamento por um átomo
Fator de estrutura atômico
dispoptic 2012 45
Espalhamento por uma célula
dispoptic 2012 46
Exemplos:
dispoptic 2012 47
48
Elements of x-ray diffraction
B. D. CullityLocalização:
IFSC-F /548.83^C967e^2
ed.^e.4
dispoptic 2012
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E como é em materiais não cristalinos?Radiografias de alta definição
dispoptic 2012 50
WILLIAM CONRAD ROENTGEN – Raio-X
Art of Roentgen's X-ray apparatus for imaging handFIRST X-RAY - 1895 - ANNA BERTHA ROENTGEN'S HAND
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Novas técnicas de imagem de R-X.Physics Today Julho 2000
dispoptic 2012
dispoptic 2012 52
Temas
Jessica .– Apresentar como seriam os índices
de Miller para sistema hexagonal. Discutir a origem e identificação dos planos hkl
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....... Óptica de Raios-X
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