Faglig innhold

i) Struktur: Strukturbeskrivelse i faststoffysikk med hovedvekt på krystallografi. Elementær innføring. Punkt- og romgrupper. International Tables for Crystallography. Elementær innføring i gruppeteori innenfor krystallografi.

ii) Diffraksjon: Kinematisk teori for elektron-, nøytron- og røntgendiffraksjon. Avvik fra kinematisk diffraksjon, for eksempel pga størrelse eller form. Analyse av ordnede materialer i polykrystallinsk og en-krystallinsk form. Krystallstrukturbestemmelse. Uordnede materialer. Nano- og mikrostruktur.

iii) Spektrometri: Emisjons- og absorpsjonsspektrometri med røntgen- og elektronstråle, for elektronstrukturanalyse.

iv) Avbildning: Elektronmikroskopi, SEM, TEM. Røntgenmikroskopi. 3D avbildning

Læringsutbytte

Kunnskaper - kandidaten skal ha kunnskap om:

• Symmetri i krystallografi, punktgrupper og romgrupper
• Fourierteknikker og konvolusjonsteoremet for beskrivelse og analyse av (delvis) krystallinske materialer.
• Diffraksjonsbasert strukturanalyse/materialkarakterisering ved hjelp av elektron-, røntgen-, og nøytronstråling og komplementaritet av slike prober.
• Grunnprinsippene og eksempler på spektroskopiteknikker med røntgen- og elektronstråle.
• Prinsipper bak avbildning i sveipe- og transmisjonselektronmikroskopi (SEM/TEM)

Ferdigheter: kandidaten skal kunne:

• Bruke "The International Tables for Crystallography" og koble gruppeteori til krystallografi.
• Kinematiske diffraksjonsberegninger med romlig og temporal korrelasjon for materialer med varierende grad av krystallinitet.
• Forklare avvik mellom kinematisk beregnet intensitet og målt intensitet.
• Analysere variasjoner i intensitet for strukturkarakterisering i reelt rom.
• Forklare sammenhengen mellom diffraksjon og avbildning.

Generell kompetanse - kandidaten skal være i stand til:

• Forstå betydningen av avanserte karakteriseringsteknikker (avbildning, diffraksjon og spektroskopi) i faststoffysikk, nano- og materialvitenskap.
• Utføre hands-on spredningseksperimenter, inklusive dataanalyser og rapportskriving.
• Vurdere mulighetene for å benytte de ulike eksperimentelle teknikkene til å angripe strukturrelaterte problemstillinger for en rekke organiske og uorganiske materialer.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, regneøvinger og laboratorieøvinger. Emnet blir undervist på engelsk dersom internasjonale mastergradsstudenter følger det. Undervisningsmateriell er på engelsk. Forventet arbeidsinnsats i emnet er 225 timer.

Anbefalte forkunnskaper

TFY4220 Faste stoffers fysikk eller tilsvarende.

Kursmateriell

Annonseres ved kursstart.

Studiepoengreduksjon