Laden Sie für diese Aufgabe die Dateien Zinkblende.cif, Diamant.cif und Zinkblende_exp.dat herunter.
a) Importieren Sie in Vesta (https://jp-minerals.org/vesta/en/download.html) die Zinkblende Struktur, erweitern sie die Einheitszellen in x,y und z auf 3 Einheiten und simulieren Sie das Beugungsmuster (PXRD) mit der Wellenlänge von Cu Kalpha lambda=1.54059 Ang. Zeichnen Sie zusätzlich zu den ersten 3 Peaks (2 theta = 28.53 ° , 33.06 ° und 47.45 °) im PXRD jeweils 1 zugehörigen Reflex ein indem sie in Vesta zwei Gitterebenen bei n*d und (n+1)*d. Wählen Sie für diese Ebenen zur besseren Darstellung 5 < n < 20.
a Importieren Sie in Vesta (https://jp-minerals.org/vesta/en/download.html) die Zinkblende Struktur, erweitern sie die Einheitszellen in x,y und z auf 3 Einheiten und simulieren Sie das Beugungsmuster (PXRD) mit der Wellenlänge von Cu Kalpha lambda=1.54059 Ang. Zeichnen Sie zusätzlich zu den ersten 3 Peaks (2 theta = 28.53 ° , 33.06 ° und 47.45 °) im PXRD jeweils 1 zugehörigen Reflex ein indem sie in Vesta zwei Gitterebenen bei n*d und (n+1)*d. Wählen Sie für diese Ebenen zur besseren Darstellung 5 < n < 20.
Exportieren sie das Beugungsmuster für d)
b) Warum ist kein Reflex der (1 0 0) Ebene in der simulierten PXRD zu sehen, obwohl die (2 0 0) Ebene einen Reflex erzeugt? Berechnen Sie hierfür den Strukturfaktor 𝑆basis
c) Simulieren Sie nun das Beugungsmuster (PXRD) von Diamant. Obwohl beide Einheitszellen Atomen an nahezu exakt denselben Koordinaten aufweisen werden Sie Unterschiede im PXRD feststellen. Nennen sie die Ebenen (h k l) an denen Sie diese Unterschiede ausmachen und nennen Grund das diese Reflexe in der einen Struktur auftreten in der anderen jedoch ausbleiben.
d) Bei einem Beugungsexperiment am Synchrotron wurde eine Probe von ZnS mit einer Photonenergie von 100 keV untersucht. Schauen sie sich das Beugungsmuster des Experiments am Synchrotron an und überlegen Sie sich, was Sie tun müssen um das Experiment mit der Simulation für eine Kupferanode aus a) zu vergleichen.
b Warum ist kein Reflex der (1 0 0) Ebene in der simulierten PXRD zu sehen, obwohl die (2 0 0) Ebene einen Reflex erzeugt? Berechnen Sie hierfür den Strukturfaktor 𝑆basis
c Simulieren Sie nun das Beugungsmuster (PXRD) von Diamant. Obwohl beide Einheitszellen Atomen an nahezu exakt denselben Koordinaten aufweisen werden Sie Unterschiede im PXRD feststellen. Nennen sie die Ebenen (h k l) an denen Sie diese Unterschiede ausmachen und nennen Grund das diese Reflexe in der einen Struktur auftreten in der anderen jedoch ausbleiben.
d Bei einem Beugungsexperiment am Synchrotron wurde eine Probe von ZnS mit einer Photonenergie von 100 keV untersucht. Schauen sie sich das Beugungsmuster des Experiments am Synchrotron an und überlegen Sie sich, was Sie tun müssen um das Experiment mit der Simulation für eine Kupferanode aus a) zu vergleichen.
(3+2+1+1)
## Aufgabe – Strukturen von Nanopartikeln
Laden Sie für diese Aufgabe die Dateien ZnS_Alpha.xyz, ZnS_Beta.xyz und Au_Gamma.xyz, Au_Delta.xyz herunter und schauen Sie sich diese mit Vesta an.
a) Gegeben sind die beiden ZnS Nanopartikel Alpha und Beta, erläutern sie welcher der beiden Partikel in der sogenannten Zinkblende und welcher in Wurtzite Struktur vorliegt. Zeichen sie hierfür die Einheitszelle ein.
b) Gegeben sind die beiden real existierenden Gold Nanopartikel / -cluster Gamma und Delta. Welcher der Cluster kommt in bildet die native FCC Struktur und welcher formt kein Bravisgitter. Versuchen Sie hierfür den einen Cluster aus der Au.cif zu erstellen indem sie die Einheitszelle in Vesta vergrößern und Ecken abschneiden. (Alternative können Sie auch das python Modul ASE (https://wiki.fysik.dtu.dk/ase/) ausprobieren und sich den Cluster danach in Vesta anzeigen lassen)
c) Erläutern Sie welche Bedingungen für eine Kristallgitter der Cluster welcher nicht in FCC Struktur vorliegt verletzt.
a Gegeben sind die beiden ZnS Nanopartikel Alpha und Beta, erläutern sie welcher der beiden Partikel in der sogenannten Zinkblende und welcher in Wurtzite Struktur vorliegt. Zeichen sie hierfür die Einheitszelle ein.
b Gegeben sind die beiden real existierenden Gold Nanopartikel / -cluster Gamma und Delta. Welcher der Cluster kommt in bildet die native FCC Struktur und welcher formt kein Bravisgitter. Versuchen Sie hierfür den einen Cluster aus der Au.cif zu erstellen indem sie die Einheitszelle in Vesta vergrößern und Ecken abschneiden. (Alternative können Sie auch das python Modul ASE (https://wiki.fysik.dtu.dk/ase/) ausprobieren und sich den Cluster danach in Vesta anzeigen lassen)
c Erläutern Sie welche Bedingungen für eine Kristallgitter der Cluster welcher nicht in FCC Struktur vorliegt verletzt.
