A plasztikus kristály fázis egyik legfontosabb jellemzője, hogy a kristályt alkotó molekulák, vagy molekula-csoportok tömegközéppontja írható le a végtelen periódikus rend segítségével. Ezzel együtt a molekula/csoport irány szerint rendezetlenné válik, a szabad rotáció pedig a szomszédos molekulák orientáltságától függően többé-kevésbé gátolt.

Kristályos fázisú anyagok röntgen-, vagy neutrondiffrakciós szórási képét a legtöbb esetben a Bragg-szórás dominálja, mely az atomok egységcellabeli átlagos pozícióiról szolgáltat információt. Ezen kívül azonban gyakran megjelenik egy jóval kisebb intenzitású diffúz szórás is, aminek analízisével az átlagos szerkezettől való eltérésről, az atomok közötti rövidtávú korrelációkról szerezhetünk információt. E kétféle szórási típus együtt alkotja a teljes diffrakciós szórási képet.

Kristályos anyagok teljes diffrakciós szórási képének modellezése az utóbbi években egyre népszerűbbé vált (pl. [Keen 2015]). Modellezése többféleképpen lehetséges, ezek egyike egy diffrakció mérési adat által vezérelt szimulációs eljárás, az un. Reverse Monte Carlo (RMC [McGreevy 1988]) módszer. Alkalmazása során egy atomi koordinátákat tartalmazó konfigurációt módosítunk az atomok pozícióinak változtatásával, amiből számított teljes pordiffrakciós szórási kép lépésenként megközelíti a mértet. A szimuláció végén olyan konfigurációt kapunk, mely konzisztens a mért adattal: a korrelációk, a rövid távú rendezettség vizsgálata ezután az atomi koordináták alapján lehetséges (népszerűsítő formában folyadék fázisra lásd [Temleitner 2016]).

Kutatócsoportunk egyik témája a folyadékok és amorf anyagok szerkezetvizsgálata mellett kristályos fázisbeli rendezetlenség tanulmányozása a fenti megközelítéssel (pl. CBr₄ [Temleitner 2010]). A szakdolgozatot készítő hallgató ez utóbbi programba kapcsolódna be a hexaklór-etán (C₂Cl₆) plasztikus kristály fázisában a rövidtávú rendezettség tanulmányozásával. A rendelkezésre álló diffrakciós mérések segítségével a fenti módszer szerinti szimulációját végezné el, amit az orientációs korrelációk vizsgálata követne.

Hivatkozások:

[Keen 2015] Keen, D. A., Goodwin, A. L.: "The crystallography of correlated disorder", Nature 521(2015), 303. DOI: 10.1038/nature14453.
[McGreevy 1988] McGreevy, R. L., Pusztai, L.: "Reverse Monte Carlo simulation: A new technique for the determination of disordered structures", Molecular Simulation 1(1988), 359, DOI: 10.1080/08927028808080958.
[Temleitner 2010] Temleitner, L., Pusztai, L., "Local order and orientational correlations in liquid and crystalline phases of carbon tetrabromide from neutron powder diffraction measurements", Physical Review B 81(2010) 134101. DOI: 10.1103/PhysRevB.81.134101.
[Temleitner 2016] Temleitner, L., Pusztai, L., Pothoczki, S.: "Tetraéderes molekuláris folyadékok. Egyszerű anyagok, fejfájást okozó problémák", Természet Világa 147(2016, augusztus) 346. http://epa.oszk.hu/02900/02926/00044/pdf/EPA02926_termeszet_vilaga_2016_08_346-349.pdf