Методи дослідження наносистем: спектроскопічні та дифракційні методи презентация

Методи дослідження наносистем: спектроскопічні та дифракційні методи Лекція №8 30.03.16

Методи дослідження наносистем: 2.Дифракційні методи:

Методи дослідження поверхні

Дифракційні методи для наносистем: Завдання рентгеноструктурного аналізу нанокристалів: 1.Атомна структура наночастинок (наноблоків). 2.Форма наночастинок (наноблоков). 3.Размір часточок, параметри розподілу по розмірам 4. Наноструктура –структура міжблочних границь.

Нанокристал:

Методи рентгенографічного аналізу наносистем

Малокутове рентгенівське розсіювання

Вплив дефектів на ширину ліній

Малокутове рентгенівське розсіювання

Фактори впливу на ширину ліній

Дифракція електронів для дослідження поверхні:

Дифракція повільних електронів

Дифракція швидких електронів

Нейтронна дифракція по часу прольоту

Рентгенівська та фотоелектронна спектроскопія

Рентгенівська спектроскопія поглинання X-ray Absorption Fine Structure (XAFS)

Локальна структура плівок GaAs

XAFS – спектри фулеренів

Рентгенівська фотоелектронна спектроскопія Області застосування: Якісний і кількісний аналіз поверхні (всі елементи, починаючи з He); аналіз ступеня окиснення виявлених елементів; вивчення зонної структури твердого тіла;  дослідження розподілу ступенів окиснення по глибині (профілювання) і по поверхні (картування); вивчення реакцій на поверхні, зокрема, каталізу;  аналіз домішок і дефектів та ін.

Рентгенівська фотоелектронна спектроскопія: оглядовий спектр

Вторинний спектр: природа сателітів

Стан Оксигену на срібних наноплівках

Електронна Оже-спектроскопія

 Оже-переходи. Точки, що мають інтенсивніший чорний колір, є найімовірніші  Оже-переходи

Оже-спектроскопія наноалмазів

Діагностика складу приповерхневих шарів наносистем

ІЧ та Раманівська спектроскопія

Фізико-хімічні характеристики наносистем

Іммобілізація продуктів відновлення сульфід-йоном Au3+

Комплексне застосування фізико-хімічних методів дослідження на прикладі полішарових плівок

Комплексне застосування фізико-хімічних методів дослідження на прикладі полішарових плівок

Встановлення механізму витіснення наночасточок золота

Короткі нотатки: 1. Дифракційні методи аналізу включають дифракцію рентгенівського випромінювання, нейтронографію та дифракцію повільних та швидких електронів. Користуючись цими методами встановлюють атомну будову поверхні твердих зразків, аналізують шорсткість та середній розмір наночасточок. 2. При взаємодії рентгенівського випромінювання з атомами можлива реалізація трьох процесів: фотоіонізації, флуоресценції, Оже-процесу. 3. Рентгенівська та фотоелектронна спектроскопія вивчає електронні переходи за участю валентних та внутрішніх електронів для встановлення ближнього та дальнього порядку, зарядового стану атомів. 4. У спектрах рентгенівської фотоелектронної спектроскопії крім характеристичних смуг спостерігаються елементи вторинної структури: рентгенівські сателіти, мультиплетне розширення та ін. 5. Оже - спектроскопія хоча і має обмеження, однак може бути використана і для кількісного аналізу.

Рекомендована література: С.В. Цыбуля, С.В. Черепанова // Введение в структурный анализ нанокристаллов – Новосибирск, - 2008 – 92с. Суздалев И.П. Нанотехнология: Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериаллов // М: ЛИБРОКОМ, 2009, 592с. Уиндзор К. Рассеяние нейтронов от импульсных источников, М.Энергоатомиздат, 1985. Аксенов В.Л., Тютюнников С.И., Кузьмин А.Ю., Пуранс Ю. EXAFS – спектроскопия на пучках синхротронного излучения // Физика элементарных частиц и атомного ядра - 2001 – том 32, вып. №6 – с. 1299 – 1358. Н.А.Петров, Л.В.Яшина. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия // Москва, МГУ, 2011. 6. В.И. Троян, М.А. Пушкин, В.Д. Борман, В.Н. Тронин Физические основы методов исследования наноструктур и поверхности твердого тела / Под ред. В.Д. Бормана: Учебное пособие. – М.: МИФИ, 2008. – 260 с.