10208 Diffraktion, spektroskopi og imaging af materialer

2024/2025

Udbydes første gang efterår 2025
Kursusinformation
Diffraction, Spectroscopy and Imaging of Materials
Dansk
5
Bachelor
Kurset udbydes som enkeltfag
E5B (ons 13-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger, opgaveregning og øvelser
13-uger
E5B
Mundtlig eksamen og bedømmelse af opgave(r)
7-trins skala , ekstern censur
10036/10041/10080/3140010102/10104 , Eller ækvivalente kurser i elektromagnetisme og kvantemekanik
Martin Meedom Nielsen , Lyngby Campus, Bygning 307, Tlf. (+45) 4525 3226 , mmee@fysik.dtu.dk
Niels Bech Christensen , Lyngby Campus, Bygning 307 , nbch@fysik.dtu.dk
Stig Helveg , Lyngby Campus, Bygning 313 , stig@fysik.dtu.dk
Jakob Birkedal Wagner , Lyngby Campus, Bygning 307, Tlf. (+45) 4525 6471 , jabw@dtu.dk
10 Institut for Fysik
I studieplanlæggeren

Udbydes første gang efterår 2025
Overordnede kursusmål
Dette kursus introducerer grundlæggende principper for at bestemme materialers tredimensionelle struktur fra millimeter til atomar skala, som kan anvendes uanset om materialerne består af perfekte krystaller, mikro- og nanopartikler, væsker, polymerer eller proteiner. Kurset behandler centrale begreber som krystalstrukturer, det reciprokke rum, form- og strukturfaktorer, gittervibrationer og elektronstrukturer. Det gennemgås hvordan man ved hjælp af diffraktion, spektroskopi og direkte billeddannelse (imaging) med røntgen-, neutron- og elektronstråling kan undersøge strukturer og egenskaber af faste stoffer, og hvordan koblingen mellem eksperimentelle observable og teoretiske modeller kan skabe en vigtig del af grundlaget for udvikling af avancerede materialer og funktionelle strukturer af ingeniørmæssig betydning. Kurset knytter an til faststoffysikkurserne 10303 og 10317
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Redegøre for forskelle og ligheder i hvordan atomare kerner og elektroner vekselvirker med elektroner, neutroner og røntgen-fotoner gennem spredning og absorption.
  • Skitsere metoder til at producere elektron-, røntgen- og neutronstråling i laboratoriet og ved storskalafaciliteter.
  • Beskrive principperne bag atomar-skala strukturbestemmelse ved hjælp af diffraktion af elektroner, røntgen og neutroner samt røntgen absorptionsspektroskopi.
  • Beskrive principperne bag bestemmelse af elementfordeling og elektronstruktur, herunder Fermi-niveau, ved hjælp af spektroskopiske målinger med elektroner og røntgen
  • Beskrive principperne bag studier af atomare vibrationer (gittervibrationer, fononer) ved hjælp af elektroner, røntgen og neutroner.
  • Beskrive principperne bag imaging af strukturer fra millimeter til atomart-opløst niveau i faste stoffer ved hjælp af elektroner, røntgen og neutroner.
  • Beskrive og sammenligne styrker og svagheder ved røntgen-, neutron- og elektron-baserede metoder til materialekarakterisering.
  • Anvende teoretiske modeller til at udregne karakteristiske eksperimentelle observable ved diffraktion, spektroskopi og imaging på faste stoffer med elektroner, neutroner og røntgenstråling.
  • Analysere struktur, dynamik og egenskaber for udvalgte systemer af faste stoffer, herunder energirelaterede materialesystemer, som anvendes i katalysatorer, superledere og solceller.
Kursusindhold
Tværsnit, spredningsfaktorer, bølge/partikel beskrivelse af vekselvirkningen mellem probe og stof, krystalgitre, det reciprokke rum, gittervibrationer, elektronstruktur, absorption, diffraktion, spektroskopi, fluorescens og imaging med elektroner, neutroner og røntgenstråling.
Sidst opdateret
02. maj, 2024