Лекции по наноматериалам и нанотехнологиям
Методы исследований и измерений наноструктур
жүктеу/скачать 12,63 Mb. Pdf көрінісі
|
Nanomateriali i nanotehnologii bak
| 2.10. Методы исследований и измерений наноструктур
2.10.1. Рентгеновский структурный анализ (РСА ) Рентгеновский структурный анализ – методы исследования атомного строения вещества по распределению в пространстве интенсивностям рассеянного на анализируемом объекте рентгеновского излучения. Для кристаллических материалов РСА позволяет устанавливать координаты атомов с точностью 0,1 -0,01 нм. Большинство наноматериалов имеет кристаллическую структуру . Для нанокристаллов важны кубические ячейки и гексагональные. Для определения расстояния между атомами используют дифракцию рентгеновских лучей на атомной кристаллической решетке. Пучок направляют под углом на кристалл и вращают кристалл в большом диапазоне углов. Используется условие Вульфа- Брегга для дифракционных максимумов. 2 sin d n На рис. 2.27 . показана рентгенограмма дифракции на нанокристаллическом нитриде титана TiN с размером зерна 2 15 нм . Длина волны 0, 07093 нм . Это K - линия излучения молибдена. Нитрид титана кристаллизуется в гранецентрированную решетку типа NaCl с постоянной решетки 0, 42417 a нм . 129 Рис. 2.27. Данные рентгеновской дифракции на нанокристаллическом нитриде титана TiN с размером зерна 2 15 нм .[1] 2.10.2. Масс-спектрометрия Определение размеров частиц менее 2 нм удобно измерять масс- спектрометром. На рис. 2.28 показана схема масс-спектрометра. Электроны, испускаемые разогретым катодом в ионизационной камере, ионизируют наночастицы. Наночастицы становятся положительными ионами, ускоряются разностью потенциалов между выталкивающей и ускоряющей пластинами. Затем фокусируются системой линз, проходят щель диафрагмы и поступают в масс-анализатор. Магнитное поле анализатора ориентированно перпендикулярно плоскости рисунка. Действие силы Лоренца, искривляет пучок ионов на 90 . Он попадает на коллектор ионов. Отношение массы частицы к её заряду определяется формулой 2 2 2 m B r q V . Рис. 2.28. Схема масс-спектрометра, использующего 90 магнитный масс-анализатор. A - ускоряющая пластина, E -электронная ловушка, f -нить накаливания, I -ионизационная камера, L -фокусирующие линзы, R -отражатель частиц, S -щели. Магнитное поле в масс- анализаторе перпендикулярно плоскости рисунка. Вся система находится в глубоком вакууме. [1] 130 В масс-спектрометре на основе измерения времени пролета, каждый ион получает одинаковую кинетическую энергию в ионизационной камере. Легкие ионы раньше тяжелых ионов достигают детектора. Так достигается разрешение по массе. На жүктеу/скачать 12,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|