Лекции по наноматериалам и нанотехнологиям


 Методы исследований и измерений наноструктур



Pdf көрінісі
бет67/103
Дата19.12.2023
өлшемі12,63 Mb.
#197643
1   ...   63   64   65   66   67   68   69   70   ...   103
Байланысты:
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


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   63   64   65   66   67   68   69   70   ...   103




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет