info@luanan.net.vn
Luận án PDF

Luận án Ảnh hưởng của hiệu ứng phi điều hoà và áp suất lên các đại lượng nhiệt động của các tinh thể có cấu trúc lập phương trong lý thuyết EXAFS

Năm2023
Lĩnh vựcKhoa học tự nhiên
Ngôn ngữTiếng Anh, Tiếng Việt
Xem trước tài liệu
Đang tải...

Đang tải tài liệu...

Mô tả tài liệu

Tên luận án:

Không có thông tin về tên luận án được cung cấp trong tài liệu.

Ngành:

Vật lý hiện đại

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này phát triển một khung lý thuyết tiên tiến cho quang phổ cấu trúc tinh tế hấp thụ tia X mở rộng (EXAFS), đặc biệt tập trung vào các hiệu ứng phi điều hòa ở nhiệt độ cao. Lý thuyết EXAFS truyền thống, dựa trên dao động điều hòa, trở nên không chính xác khi dao động nguyên tử lớn và tương tác phonon-phonon đáng kể. Nghiên cứu nhằm khắc phục hạn chế này bằng cách xây dựng các mô hình EXAFS phi điều hòa.

Các mục tiêu chính bao gồm: phát triển các biểu thức giải tích cho các tham số nhiệt động và cumulant đối với vật liệu tinh thể lập phương; áp dụng các mô hình tương quan phi điều hòa (Einstein và Debye) để phân tích sự phụ thuộc của các tham số này vào nhiệt độ, áp suất và nồng độ pha tạp. Nghiên cứu áp dụng các mô hình này cho các kim loại nguyên chất và hợp kim liên kim loại có cấu trúc lập phương, giải thích sự khác biệt quan sát được giữa các mô hình tương quan phi điều hòa và các mô hình điều hòa đơn giản hơn. Một đóng góp quan trọng là phát triển phương pháp lý thuyết để xác định các tham số thế Morse, vốn rất cần thiết để mô tả tương tác giữa các nguyên tử.

Phương pháp luận sử dụng cơ học thống kê lượng tử, coi các đóng góp phi điều hòa là nhiễu loạn đối với Hamiltonian điều hòa. Các biểu thức thu được cho biên độ và pha của phổ EXAFS kết hợp các hệ số phi điều hòa và cumulant. Luận án chứng minh rằng các dự đoán lý thuyết về cumulant, hệ số giãn nở nhiệt, hệ số đàn hồi và pha dao động phù hợp tốt với dữ liệu thực nghiệm và các mô hình lý thuyết khác. Đặc biệt, nghiên cứu làm rõ sự phá vỡ cấu trúc trong hợp kim đồng-bạc tỷ lệ 1:1 ở một số dải nhiệt độ nhất định (80K-120K) và sự phục hồi cấu trúc fcc của chúng dưới áp suất cao (lên đến 14 GPa), do sự thay đổi trong tương quan dịch chuyển nguyên tử. Các kết quả của nghiên cứu, đã được công bố trên các tạp chí quốc tế uy tín, góp phần hoàn thiện các mô hình tương quan phi điều hòa hiện có như ACDM và ACEM, đồng thời đặt nền tảng cho các nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết trong tương lai, đặc biệt đối với các vật liệu còn thiếu dữ liệu thực nghiệm về tham số thế Morse.

Mục lục chi tiết:

  • Chương 1. Tổng quan về phổ cấu trúc tinh tế hấp thụ tia X.

    Luận án đề cập đến một số nội dung lý thuyết cơ bản sau: Bức xạ tia X, bức xạ Synchrotron, lý thuyết về phổ cấu trúc tinh tế hấp thụ tia X, ảnh Fourier của phổ XAFS, hệ số Debye -Waller, biên độ, pha và thế tương tác trong phổ XAFS.

  • Chương 2. Lý thuyết về phổ cấu trúc tinh tế hấp thụ tia X phi điều hòa.

    Xây dựng các biểu thức biên độ và pha của phổ EXAFS phi điều hoà. Các biểu thức của các tham số nhiệt động được xây dựng cho các vật liệu có cấu trúc tinh thể lập phương. Luận án đã áp dụng các mô hình ACEM và mô hình ACDM để nghiên cứu hệ số giãn nở nhiệt, hệ số đàn hồi, pha dao động trong phổ EXAFS phi điều hoà. Biểu diễn các cumulant và các tham số nhiệt động thông qua hệ số Debye-Waller. Các biểu thức nhiệt động và các cumulant được áp dụng cho vật liệu có cấu trúc tinh thể lập phương và mở rộng cho các cấu trúc khác.

  • Chương 3. Sự phụ thuộc vào áp suất, tỷ lệ pha tạp và nhiệt độ của các đại lượng nhiệt động trong EXAFS phi điều hoà.

    Áp dụng ACDM và ACEM để nghiên cứu sự ảnh hưởng của áp suất vào cumulant trong phổ EXAFS phi điều hoà, sự phụ thuộc vào tỉ lệ pha tạp của các cumulant và các tham số nhiệt động.

  • Chương 4. Áp dụng tính số đối với một số hợp kim liên kim loại.

    Trong chương này luận án thống kê và khai triển tường minh các biểu thức của các tham số nhiệt động, đồng thời tiến hành áp dụng đối với một số tinh thể và hợp kim liên kim loại cụ thể, nhằm kiểm tra đánh giá lý thuyết đã được xây dựng, qua đó áp dụng các hệ thức thu nhận được tính toán số đối với các tinh thể có cấu trúc lập phương tâm khối, lập phương tâm diện để tính toán đối với các tinh thể nguyên chất và pha tạp, sự phụ thuộc của các tham số nhiệt động và các cumulant vào nhiệt độ, tỷ lệ pha tạp dưới ảnh hưởng của áp suất cao. Giải thích được khác biệt đáng kể giữa mô hình dao động tương quan phi điều hoà và mô hình dao động đơn hạt điều hoà. So sánh sự phù hợp của kết quả tính số với số liệu thực nghiệm và các lý thuyết khác. Xây dựng được phương pháp tính các tham số thế Morse bằng lý thuyết cho một số tinh thể không có số liệu thực nghiệm.

Tài liệu liên quan