生物医学工程学院的本科课程的详细概述1 - 学期I PHY 123:波浪和振荡,光学和热物理学3个学分,3个小时/周的波浪和振荡:简单的谐波振荡器,总能量,总能量,总能量,平均和谐型系统的差异方程两个身体振荡,质量减少,振荡,强迫振荡,共振;渐进波,固定波,组和相速度的波浪,功率和强度。光学:图像缺陷:球形像差,散光,昏迷,失真,曲率,色差。光理论;光线的干扰:Young的双缝实验,边缘的位移及其用途,菲涅尔双晶池,干扰薄膜的干扰,牛顿的环,干涉仪;光的衍射:菲涅尔和弗劳恩霍夫衍射,单缝衍射,圆形光圈的衍射,光学仪器的分辨能力,双裂和N裂缝的衍射,衍射,衍射光栅;极化:极化光的生产和分析,Brewster定律,MALUS定律,双重折射,Nicol Prism,光活性,偏光仪。Chem 125:有机和无机化学3个学分,3小时的原子结构:光,光和其他形式的电磁辐射的粒子和波质性质,原子光谱,原子光谱,BOHR模型,量子数,原子轨道;周期表:元素周期表,原子半径,电离能,电子亲和力,电负性。氧化和还原反应的基本概念。热物理学:温度测量原理:铂电温度计,热电温度计,高温计; Kinetic theory of gases, Maxwell's distribution of molecular speeds, Mean free path, Equipartition of energy, Brownian motion, van der Waal's equation of state, First Law of Thermodynamics and its application, Reversible and irreversible processes, Second Law of thermodynamics, Carnot cycle, Efficiency of heat engines, Carnot's theorem, Entropy and disorder, Thermodynamic functions, Maxwell relations, Clausius- Clapeyron方程,吉布斯相规,热力学第三定律。化学键合:不同类型的键合,共价键的细节,价键理论(VBT),分子几何形状,价壳电子对抑制(VSEPR)理论,轨道,分子轨道理论(MOT)的杂交。
课程目标:通过确定光学现象(如干扰,衍射等)的重要性,启发了量子力学的质量和概念,介绍了二元材料和磁性材料的新颖概念。课程结果:CO1:分析由于极化,干扰和衍射引起的光强度变化。二氧化碳:熟悉晶体及其结构的基础。CO3:解释量子力学的基本原理,并将其应用于颗粒的一维运动。CO4:总结介电的各种极化并对磁性材料进行分类。co5:解释量子力学的基本概念和固体的带理论。二氧化碳:使用大厅效应确定半导体的类型。单元I波光学干扰:简介 - 叠加原理 - 光的干扰 - 干扰薄膜(反射几何形状)和应用 - 薄膜中的颜色 - 牛顿的环,测定波长和折射率。衍射:简介 - 菲涅尔和弗劳恩霍夫衍射 - 由于单个缝隙,双缝隙和n斜缝(定性) - 衍射光栅 - 分散幂和刺光的能力(定性)。极化:极化的简介 - 通过反射,折射和双重折射的极化 - 尼科尔的棱镜-HALF波和四分之一波板。III单元晶体学和X射线衍射晶体学:太空晶格,基础,晶胞和晶格参数 - Bravais Lattices - 晶体系统(3D) - 配位数 - SC,BCC&FCC的包装分数,BCC&FCC- Miller Indices - 连续(HKL)平面之间的分离。X-ray diffraction: Bragg's law - X-ray Diffractometer – crystal structure determination by Laue's and powder methods UNIT III Dielectric and Magnetic Materials Dielectric Materials: Introduction - Dielectric polarization - Dielectric polarizability, Susceptibility, Dielectric constant and Displacement Vector – Relation between the electric vectors - Types of polarizations- Electronic (Quantitative), Ionic (Quantitative) and Orientation polarizations (Qualitative) - Lorentz internal field - Clausius- Mossotti equation - complex dielectric constant – Frequency dependence of polarization – dielectric loss Magnetic Materials: Introduction - Magnetic dipole moment - Magnetization-Magnetic susceptibility and permeability – Atomic origin of magnetism - Classification of magnetic materials: Dia, para, Ferro, anti-ferro & Ferri magnetic materials - Domain concept for铁磁和域壁(定性) - 磁滞 - 软磁性材料。
Thermo Fisher Scientific 提供广泛的 X 射线衍射产品组合,使用位置灵敏探测器 (PSD),从简单的台式仪器到最先进的平台,使材料科学家和工程师能够对各种材料进行定性、定量和高级结构研究。应用范围广泛,从工业过程控制中的常规 QC/QA 相关相位量化到粉末、固体或薄膜形式的高级材料的结构、多态性、反应性或动力学的实时测定。Thermo Scientific X 射线衍射产品旨在超越您的分析需求。
图 S4 . MAPbI 3 和处理过的 MAPbI 3 的 X 射线图。a) 10-35 o 范围内的 X 射线光谱仪。b) 和 c) 分别报告了 14.1 o 处 (110) 峰的缩放图和 MAPbI 3 和处理过的 MAPbI 3 的高斯拟合曲线。根据谢乐方程:d=(0.89*λ)/(FWHM*cosθ),其中 λ 是 X 射线的波长,FWHM 是衍射峰的半峰全高,θ 是衍射角。通过高斯拟合评估的14.1 o 处的峰(110)的半峰全宽分别为后处理前后的钙钛矿的0.170±0.002和0.165±0.001,从而计算出的晶体尺寸分别为82.1±0.2nm和86.1±0.1nm。
衍射现象 当波遇到一系列间距均匀的障碍物时就会发生衍射,这些障碍物 (1) 能够散射波,并且 (2) 其间距在大小上与波长相当。此外,衍射是两个或多个被障碍物散射的波之间建立特定相位关系的结果。考虑图 3.1 a W 中的波 1 和 2,它们具有相同的波长 (�) 并在点 O – O � 处同相。现在让我们假设这两个波都以某种方式散射,即它们穿过不同的路径。散射波之间的相位关系很重要,它将取决于路径长度的差异。当这个路径长度差是波长的整数倍时,就会出现一种可能性。如图 3.1 a W 所示,这些散射波(现在标记为 1 � 和 2 �)仍然同相。据说它们相互加强(或相互干扰);并且,当振幅相加时,就会产生图中右侧所示的波。这是衍射的一种表现,我们将衍射光束称为由大量相互加强的散射波组成的光束。散射波之间可能存在其他相位关系,但不会导致这种相互加强。另一个极端是图 3.1 b W 中所示的情况,其中散射后的路径长度差是半 w 的某个整数
25 Mini XRD Bruker,德国 D8 Advanced CSIR 先进材料与工艺研究所 (AMPRI) 博帕尔 26 多用途 XRD Rigaku SmartLab 印度理工学院 (IIT) 甘地讷格尔中央仪器设施 27 Panalytical PXRD PANalytical PANalytical 印度科学研究所 (IISc) 班加罗尔固态与结构化学部门 28 Panalytical? XRD PANalitical 荷兰 X'Pert Powder 印度理工学院 (IIT) 坎普尔先进材料科学中心 29 粉末 X 射线衍射 (P- XRD) Bruker Bruker AXS D8 Focus 古吉拉特中央大学 甘地讷格尔中央仪器设备中心 30 粉末和薄膜 X 射线衍射 (XRD) Panalytical XPERT3 Powder 印度理工学院 (IIT) 坎普尔化学工程 31 粉末 X 射线衍射仪 Rigaku XRD SmartLab 印度理工学院 (IIT) 帕拉卡德中央仪器设备中心 32 粉末 X 射线衍射 (粉末 XRD) Bruker AXS D8 印度理工学院 (IIT) 鲁尔基研究所仪器中心 (IIC)