Obiettivi formativi
introdurre lo studente alla conoscenza delleprincipali tecniche di diffrazione, con particolare riguardo sia agli aspetti teorici che sperimentali, ed alla loro applicazione cristallograficaper la risoluzione e l' affinamento della struttura cristallina.
Prerequisiti
conoscenze di base sulla simmetria dello stato cristallino
Contenuti dell'insegnamento
Prefazione matematica
Funzione delta di Dirac; funzione reticolo; trasformata di Fourier e sue applicazioni; trasformata di Fourier della funzione reticolo; convoluzione di funzioni; funzioni periodiche come convoluzione di una funzione con una funzione reticolo; trasformata di Fourier di una convoluzione
Diffrazione di raggi X
Scattering di raggi X; scattering Thomson e Compton; interferenza di onde diffuse e diffrazione; diffrazione da un cristallo infinito; diffrazione da un cristallo finito; fattore atomico di scattering; fattore di temperatura; fattore di struttura; simmetria nello spazio reciproco; legge di Friedel; restrizioni di fase; assenze sistematiche; intensità di diffrazione; fattore di Lorentz; polarizzazione; fattore di trasmissione; aspetti dinamici: estinzione primaria e secondaria, scattering anomalo e dispersione anomala, coppie di Bijvoet
Aspetti sperimentali della diffrazione di raggi X
Generazione dei raggi X; sorgenti convenzionali; luce di sincrotrone; diffrattometro di cristallo singolo; diffrazione di polveri; diffrattometro di polveri
Metodi di risoluzione ed affinamento strutturale
Sintesi di Fourier ed il problema della fase in cristallografia; metodi trial and error; funzione di Patterson; simmetria della Patterson; applicazioni della Patterson nella risoluzione strutturale; metodi diretti in cristallografia; statistica di Wilson e fattori di struttura normalizzati; equazione di Sayre, invarianti e seminvarianti di struttura; stima probabilistica dei tripletti invarianti; formula della tangente; procedura di fasatura nei metodi diretti; affinamento strutturale con tecniche di minimi quadrati; affinamento da dati di polveri con tecniche di Rietveld.
Diffrazione di neutroni
Interazione neutrone-materia; scattering elastico ed inelastico; fattore di scattering neutronico; scattering magnetico; sorgenti di neutroni; geometria di diffrazione in sorgenti pulsate; uso della diffrazione neutronica e confronto con la diffrazione di raggi X.
Diffrazione di elettroni
Teoria cinematica della diffrazione di elettroni; fattore di scattering elettronico; cenni sulla teoria dinamica di diffrazione; il microscopio elettronico a trasmissione ed il simultaneo accesso allo spazio reale e reciproco; microscopia elettronica ad alta risoluzione; confronto fra diffrazione elettronica, neutronica e di raggi X.
Esercitazioni pratiche su stumentazione e raccolta ed elaborazione di dati
Programma esteso
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Bibliografia
Fundamentals of crystallography, C. Giacovazzo, H.L. Monaco, D. Viterbo, F. Scordari, G. Gilli, G. Zanotti, M. Catti, Eited by C. Giacovazzo, International Union of Cristallography, Oxford Science Publication
ISBN 0 19 855578 4
appunti delle lezioni
Metodi didattici
lezioni frontali ed esercitazioni
Modalità verifica apprendimento
esame orale
Altre informazioni
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