ગોળાને બદલે પિરામિડ: સોનાના અણુઓનું બિન-માનક ક્લસ્ટરિંગ

આપણી આજુબાજુની દુનિયા એ વિવિધ વિજ્ઞાનની ઘણી ઘટનાઓ અને પ્રક્રિયાઓનું સંયુક્ત પરિણામ છે, સૌથી મહત્વપૂર્ણ એકને અલગ પાડવું વર્ચ્યુઅલ રીતે અશક્ય છે. અમુક અંશે હરીફાઈ હોવા છતાં, અમુક વિજ્ઞાનના ઘણા પાસાઓ સમાન લક્ષણો ધરાવે છે. ચાલો ભૂમિતિને ઉદાહરણ તરીકે લઈએ: આપણે જે જોઈએ છીએ તે દરેક વસ્તુનો ચોક્કસ આકાર હોય છે, જેમાંથી સૌથી સામાન્ય પ્રકૃતિમાં એક વર્તુળ, એક વર્તુળ, એક ગોળો, એક બોલ (ચહેરા પરનો વલણ) છે. ગોળાકાર બનવાની ઇચ્છા ગ્રહો અને અણુ ક્લસ્ટરો બંનેમાં પ્રગટ થાય છે. પરંતુ નિયમોમાં હંમેશા અપવાદ હોય છે. યુનિવર્સિટી ઓફ લ્યુવેન (બેલ્જિયમ) ના વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું કે સોનાના પરમાણુ ગોળાકાર નથી, પરંતુ પિરામિડ ક્લસ્ટર બનાવે છે. સોનાના અણુઓની આ અસામાન્ય વર્તણૂકનું કારણ શું છે, કિંમતી પિરામિડમાં કયા ગુણધર્મો છે અને આ શોધને વ્યવહારમાં કેવી રીતે લાગુ કરી શકાય છે? અમે આ વિશે વૈજ્ઞાનિકોના રિપોર્ટ પરથી જાણીએ છીએ. જાઓ.

સંશોધનનો આધાર

સોનાના અણુઓના અસામાન્ય ક્લસ્ટરોનું અસ્તિત્વ ઘણા સમયથી જાણીતું છે. આ રચનાઓમાં અસામાન્ય રાસાયણિક અને ઇલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મો છે, તેથી જ વર્ષોથી તેમાં રસ માત્ર વધ્યો છે. મોટાભાગના અભ્યાસોએ પરિમાણીય અવલંબનના અભ્યાસ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે, પરંતુ આવા અભ્યાસ માટે નિયંત્રિત સંશ્લેષણ અને ઉચ્ચ-ચોકસાઇ માપની જરૂર છે.

સ્વાભાવિક રીતે, ત્યાં વિવિધ પ્રકારના ક્લસ્ટરો છે, પરંતુ અભ્યાસ માટે સૌથી વધુ લોકપ્રિય Au20 છે, એટલે કે, 20 સોનાના અણુઓનું ક્લસ્ટર. તેની લોકપ્રિયતા તેના અત્યંત સપ્રમાણતાને કારણે છે ટેટ્રાહેડ્રલ* માળખું અને આશ્ચર્યજનક રીતે વિશાળ HOMO-LUMO (HL) બાય ગેપ (ગેપ)*.

ટેટ્રાહેડ્રોન* - ચહેરા તરીકે ચાર ત્રિકોણ ધરાવતું પોલિહેડ્રોન. જો આપણે ચહેરાઓમાંથી એકને આધાર તરીકે ગણીએ, તો ટેટ્રાહેડ્રોનને ત્રિકોણાકાર પિરામિડ કહી શકાય.

હોમો-લુમો ગેપ (ગેપ)* — HOMO અને LUMO એ પરમાણુ ભ્રમણકક્ષાના પ્રકારો છે (એક ગાણિતિક કાર્ય જે પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનના તરંગ વર્તનનું વર્ણન કરે છે). HOMO નો અર્થ છે સૌથી વધુ ઓક્યુપાઇડ મોલેક્યુલર ઓર્બિટલ, અને LUMO નો અર્થ છે સૌથી નીચો અનઓક્યુપ્ડ મોલેક્યુલર ઓર્બિટલ. ભૂમિ અવસ્થામાં પરમાણુના ઇલેક્ટ્રોન તમામ ભ્રમણકક્ષાઓને સૌથી ઓછી ઊર્જાથી ભરી દે છે. ભ્રમણકક્ષા કે જે ભરેલા લોકોમાં સૌથી વધુ ઊર્જા ધરાવે છે તેને HOMO કહેવામાં આવે છે. બદલામાં, LUMO એ સૌથી ઓછી ઉર્જા ભ્રમણકક્ષા છે. આ બે પ્રકારના ઓર્બિટલ્સ વચ્ચેના ઉર્જા તફાવતને હોમો-લુમો ગેપ કહેવામાં આવે છે.

Au20 ની ફોટોઈલેક્ટ્રોન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી દર્શાવે છે કે HOMO-LUMO ગેપ 1.77 eV છે.

ડેન્સિટી ફંક્શનલ થિયરી (સિસ્ટમના ઇલેક્ટ્રોનિક સ્ટ્રક્ચરની ગણતરી કરવાની પદ્ધતિ)ના આધારે હાથ ધરવામાં આવેલા સિમ્યુલેશન્સ દર્શાવે છે કે આવા ઊર્જા તફાવત ફક્ત Td સમપ્રમાણતા (ટેટ્રાહેડ્રલ સપ્રમાણતા) ના ટેટ્રાહેડ્રલ પિરામિડ દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, જે સૌથી સ્થિર ભૂમિતિ છે. Au20 ક્લસ્ટર.

વૈજ્ઞાનિકો નોંધે છે કે Au20 પરના અગાઉના સંશોધન પ્રક્રિયાની જટિલતાને કારણે અત્યંત અચોક્કસ પરિણામો આપે છે. અગાઉ, ટ્રાન્સમિશન સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, બીમની ઉચ્ચ ઉર્જા અવલોકન પરિણામોને વિકૃત કરતી હતી: વિવિધ માળખાકીય ગોઠવણીઓ વચ્ચે Au20 ની સતત વધઘટ જોવા મળી હતી. પ્રાપ્ત કરેલી 5% છબીઓમાં, Au20 ક્લસ્ટર ટેટ્રેહેડ્રલ હતું, અને બાકીની ભૂમિતિ સંપૂર્ણપણે અવ્યવસ્થિત હતી. તેથી, બનેલા સબસ્ટ્રેટ પર ટેટ્રાહેડ્રલ Au20 સ્ટ્રક્ચરનું અસ્તિત્વ, ઉદાહરણ તરીકે, આકારહીન કાર્બન ભાગ્યે જ XNUMX% સાબિત કહી શકાય.

આજે આપણે જે અભ્યાસની સમીક્ષા કરી રહ્યા છીએ તેમાં, વૈજ્ઞાનિકોએ Au20 નો અભ્યાસ કરવા માટે વધુ નમ્ર પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવાનું નક્કી કર્યું, એટલે કે સ્કેનિંગ ટનલીંગ માઇક્રોસ્કોપી (STM) અને સ્કેનિંગ ટનલીંગ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (STS). અવલોકનના પદાર્થો અલ્ટ્રાથિન NaCl ફિલ્મો પર Au20 ક્લસ્ટર હતા. STM એ અમને પિરામિડલ સ્ટ્રક્ચરની ત્રિકોણાકાર સમપ્રમાણતાની પુષ્ટિ કરવાની મંજૂરી આપી, અને STS ડેટાએ HOMO-LUMO ગેપની ગણતરી કરવાનું શક્ય બનાવ્યું, જે 2.0 eV જેટલું હતું.

સંશોધન માટેની તૈયારી

અલ્ટ્રાહાઇ વેક્યૂમ સ્થિતિમાં STM ચેમ્બરમાં 111 K પર રાસાયણિક વરાળ જમાવવાનો ઉપયોગ કરીને AU(800) સબસ્ટ્રેટ પર NaCl સ્તર ઉગાડવામાં આવ્યો હતો.

Au20 ક્લસ્ટર આયનો મેગ્નેટ્રોન સ્પટરિંગ સેટઅપ અને ક્વાડ્રપોલ માસ ફિલ્ટરનો ઉપયોગ કરીને પસંદ કરેલ કદ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યા હતા. સ્પુટરિંગ સ્ત્રોત સતત મોડમાં કાર્ય કરે છે અને ચાર્જ્ડ ક્લસ્ટરોનો મોટો હિસ્સો ઉત્પન્ન કરે છે, જે પછીથી ક્વાડ્રપોલ માસ ફિલ્ટરમાં પ્રવેશ કરે છે. પસંદ કરેલ ક્લસ્ટરો NaCl/Au(111) સબસ્ટ્રેટ પર જમા કરવામાં આવ્યા હતા. લો-ડેન્સિટી ડિપોઝિશન માટે, ક્લસ્ટર ફ્લક્સ 30 પીએ (પીકોએમ્પ્સ) હતો અને ડિપોઝિશનનો સમય 9 મિનિટ હતો; હાઈ ડેન્સિટી ડિપોઝિશન માટે, તે 1 nA (નેનોએમ્પ્સ) અને 15 મિનિટ હતો. ચેમ્બરમાં દબાણ 10-9 mbar હતું.

સંશોધન પરિણામો

ખૂબ જ ઓછી કવરેજ ઘનતા સાથે સામૂહિક-પસંદ કરેલ anionic Au20 ક્લસ્ટરો ઓરડાના તાપમાને અલ્ટ્રાથિન NaCl ટાપુઓ પર જમા કરવામાં આવ્યા હતા, જેમાં 2L, 3L અને 4L (અણુ સ્તરો)નો સમાવેશ થાય છે.

છબી #1

માં 1 તે જોઈ શકાય છે કે મોટાભાગના ઉગાડવામાં આવેલા NaClમાં ત્રણ સ્તરો હોય છે, બે અને ચાર સ્તરો ધરાવતા વિસ્તારો નાના વિસ્તારને રોકે છે, અને 5L વિસ્તારો વ્યવહારીક રીતે ગેરહાજર હોય છે.

Au20 ક્લસ્ટરો ત્રણ- અને ચાર-સ્તરના પ્રદેશોમાં જોવા મળ્યા હતા, પરંતુ 2L માં ગેરહાજર હતા. આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યું છે કે Au20 2L NaClમાંથી પસાર થઈ શકે છે, પરંતુ 3L અને 4L NaCl ના કિસ્સામાં, તે તેમની સપાટી પર જાળવી રાખવામાં આવે છે. 200 x 200 nm ના પ્રદેશમાં નીચી કોટિંગ ઘનતા પર, 0 થી 4 ક્લસ્ટરો Au20 એકત્રીકરણ (સંચય) ના કોઈપણ ચિહ્નો વિના જોવા મળ્યા હતા.

કારણ કે 4L NaCl નો પ્રતિકાર ખૂબ વધારે હતો અને 20L NaCl પર સિંગલ Au4 સ્કેન કરતી વખતે અસ્થિરતા હતી, વૈજ્ઞાનિકોએ 3L NaCl પર ક્લસ્ટરોનો અભ્યાસ કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું.

છબી #2

3L NaCl માં ક્લસ્ટરોની માઇક્રોસ્કોપી દર્શાવે છે કે તેમની ઊંચાઈ 0.88 ± 0.12 nm છે. આ આંકડો મોડેલિંગ પરિણામો સાથે ઉત્તમ કરારમાં છે, જેણે 0.94 ± 0.01 nm ની ઊંચાઈની આગાહી કરી હતી (2). માઈક્રોસ્કોપી એ પણ દર્શાવ્યું હતું કે કેટલાક ક્લસ્ટરો ટોચ પર એક બહાર નીકળેલા અણુ સાથે ત્રિકોણાકાર આકાર ધરાવે છે, જે વ્યવહારમાં Au20 બંધારણના પિરામિડલ આકાર અંગેના સૈદ્ધાંતિક સંશોધનની પુષ્ટિ કરે છે.2B).

વૈજ્ઞાનિકો નોંધે છે કે જ્યારે અત્યંત નાના ત્રિ-પરિમાણીય પદાર્થો, જેમ કે Au20 ક્લસ્ટરોની કલ્પના કરવી, ત્યારે ચોક્કસ અચોક્કસતાઓને ટાળવી અત્યંત મુશ્કેલ છે. સૌથી સચોટ છબીઓ મેળવવા માટે (પરમાણુ અને ભૌમિતિક દૃષ્ટિકોણથી બંને), આદર્શ રીતે અણુની તીક્ષ્ણ Cl-કાર્યકૃત માઇક્રોસ્કોપ ટીપનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી હતું. પિરામિડ આકારને બે ક્લસ્ટરમાં ઓળખવામાં આવ્યો હતો (1B и 1), જેમાં ત્રિ-પરિમાણીય છબીઓ બતાવવામાં આવી છે 1D и 1Eઅનુક્રમે.

જો કે ત્રિકોણાકાર આકાર અને ઊંચાઈનું વિતરણ દર્શાવે છે કે જમા થયેલ ક્લસ્ટર્સ પિરામિડ આકાર જાળવી રાખે છે, STM છબીઓ (1B и 1) સંપૂર્ણ ટેટ્રાહેડ્રલ સ્ટ્રક્ચર્સ બતાવતા નથી. ફોટામાં સૌથી મોટો કોણ 1B લગભગ 78° છે. અને આ Td સમપ્રમાણતા સાથે આદર્શ ટેટ્રાહેડ્રોન માટે 30° કરતાં 60% વધુ છે.

આના બે કારણો હોઈ શકે છે. સૌપ્રથમ, ઇમેજિંગમાં જ અચોક્કસતાઓ છે, જે આ પ્રક્રિયાની જટિલતા અને માઇક્રોસ્કોપની સોયની ટોચ કઠોર નથી તે બંનેને કારણે થાય છે, અને આ છબીઓને વિકૃત પણ કરી શકે છે. બીજું કારણ સપોર્ટેડ Au20 ની આંતરિક વિકૃતિને કારણે છે. જ્યારે Au20 ક્લસ્ટર Td સમપ્રમાણતા સાથે ચોરસ NaCl જાળી પર ઉતરે છે, ત્યારે સમપ્રમાણતાનો મેળ ખાતો નથી એ Au20 ના આદર્શ ટેટ્રાહેડ્રલ માળખાને વિકૃત કરે છે.

ફોટોગ્રાફ્સમાં આવા વિચલનોનું કારણ શોધવા માટે, વૈજ્ઞાનિકોએ NaCl પર ત્રણ ઑપ્ટિમાઇઝ Au20 સ્ટ્રક્ચર્સની સમપ્રમાણતા પરના ડેટાનું વિશ્લેષણ કર્યું. પરિણામે, એવું જાણવા મળ્યું કે ક્લસ્ટરો આદર્શ ટેટ્રેહેડ્રલ સ્ટ્રક્ચરમાંથી 0.45 ની અણુ સ્થિતિઓમાં મહત્તમ વિચલન સાથે Td સમપ્રમાણતા સાથે માત્ર સહેજ વિકૃત છે. તેથી, છબીઓમાં વિકૃતિઓ એ ઇમેજિંગ પ્રક્રિયામાં જ અચોક્કસતાઓનું પરિણામ છે, અને સબસ્ટ્રેટ પર ક્લસ્ટરોના જુબાની અને/અથવા તેમની વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં કોઈ વિચલનો નથી.

માત્ર ટોપોગ્રાફિક ડેટા જ Au20 ક્લસ્ટરના પિરામિડલ સ્ટ્રક્ચરના સ્પષ્ટ સંકેતો નથી, પણ અન્ય Au1.8 ની તુલનામાં એકદમ મોટો HL ગેપ (લગભગ 20 eV) પણ છે. આઇસોમર્સ* ઓછી ઉર્જા સાથે (સિદ્ધાંતમાં 0.5 eV થી નીચે).

આઇસોમર્સ* - રચનાઓ કે જે અણુ રચના અને પરમાણુ વજનમાં સમાન હોય છે, પરંતુ તેમની રચના અથવા અણુઓની ગોઠવણીમાં ભિન્ન હોય છે.

સ્કેનિંગ ટનલીંગ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (1F) એ Au20 ક્લસ્ટરના વિભેદક વાહકતા સ્પેક્ટ્રમ (dI/dV) મેળવવાનું શક્ય બનાવ્યું છે, જે 3.1 eV ની બરાબર વિશાળ બેન્ડ ગેપ (દા.ત.) દર્શાવે છે.

ક્લસ્ટર NaCl ફિલ્મોને ઇન્સ્યુલેટ કરીને વિદ્યુત રીતે વિભાજિત થયેલ હોવાથી, ડબલ-બેરિયર ટનલ જંકશન (DBTJ) રચાય છે, જે સિંગલ-ઇલેક્ટ્રોન ટનલિંગ અસરોનું કારણ બને છે. તેથી, dI/dV સ્પેક્ટ્રમમાં અસંતુલન એ ક્વોન્ટમ HL ડિસ્કન્ટિન્યુટી (EHL) અને ક્લાસિકલ કુલોમ્બ એનર્જી (Ec) ના સંયુક્ત કાર્યનું પરિણામ છે. સાત ક્લસ્ટરો (1F). અવલોકન કરેલ અસંતુલન Au1.8 ગેસ તબક્કામાં HL વિરામ (20 eV) કરતાં મોટી છે.

વિવિધ ક્લસ્ટરોમાં વિરામની પરિવર્તનશીલતા માપન પ્રક્રિયાને કારણે છે (ક્લસ્ટરને સંબંધિત સોયની સ્થિતિ). dI/dV સ્પેક્ટ્રામાં માપવામાં આવેલો સૌથી મોટો ગેપ 3.1 eV હતો. આ કિસ્સામાં, ટીપ ક્લસ્ટરથી દૂર સ્થિત હતી, જેણે ટિપ અને ક્લસ્ટર વચ્ચેની વિદ્યુત ક્ષમતાને ક્લસ્ટર અને Au(111) સબસ્ટ્રેટની વચ્ચે કરતા ઓછી બનાવી હતી.

આગળ, અમે મફત Au20 ક્લસ્ટરોના HL ભંગાણ અને 3L NaCl પર સ્થિત ગણતરીઓ હાથ ધરી.

આલેખ 2C ગેસ-ફેઝ Au20 ટેટ્રાહેડ્રોન માટે સ્ટેટ કર્વની સિમ્યુલેટેડ ઘનતા દર્શાવે છે જેનો HL ગેપ 1.78 eV છે. જ્યારે ક્લસ્ટર 3L NaCl/Au(111) પર સ્થિત હોય છે, ત્યારે વિકૃતિઓ વધે છે અને HL ગેપ 1.73 થી 1.51 eV સુધી ઘટે છે, જે પ્રાયોગિક માપન દરમિયાન મેળવેલા 2.0 eV ના HL ગેપ સાથે સરખાવી શકાય છે.

અગાઉના અભ્યાસોમાં, એવું જાણવા મળ્યું હતું કે Cs-સપ્રમાણતાવાળા Au20 આઇસોમર્સમાં લગભગ 0.688 eV નું HL ગેપ હોય છે, અને આકારહીન સમપ્રમાણતા - 0.93 eV સાથેની રચનાઓ. આ અવલોકનો અને માપનના પરિણામોને ધ્યાનમાં લેતા, વૈજ્ઞાનિકો એવા નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે મોટા બેન્ડ ગેપ ફક્ત ટેટ્રેહેડ્રલ પિરામિડલ સ્ટ્રક્ચરની શરતો હેઠળ જ શક્ય છે.

સંશોધનનો આગળનો તબક્કો ક્લસ્ટર-ક્લસ્ટર ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો અભ્યાસ હતો, જેના માટે 3L NaCl/Au(111) સબસ્ટ્રેટ પર વધુ Au20 (વધેલી ઘનતા) જમા કરવામાં આવી હતી.

છબી #3

છબી પર 3 જમા થયેલ ક્લસ્ટરોની ટોપોગ્રાફિક STM ઇમેજ બતાવવામાં આવી છે. સ્કેનિંગ એરિયા (100 nm x 100 nm)માં લગભગ 30 ક્લસ્ટર જોવા મળે છે. 3L NaCl પર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા ક્લસ્ટરોના કદ કાં તો સિંગલ ક્લસ્ટરો સાથેના પ્રયોગોમાં અભ્યાસ કરાયેલા કદ કરતાં મોટા અથવા સમાન હોય છે. ઓરડાના તાપમાને NaCl ની સપાટી પર પ્રસરણ અને એકત્રીકરણ (ક્લમ્પિંગ) દ્વારા આને સમજાવી શકાય છે.

ક્લસ્ટરોના સંચય અને વૃદ્ધિને બે પદ્ધતિઓ દ્વારા સમજાવી શકાય છે: ઓસ્ટવાલ્ડ પાકવું (રિકોન્ડેન્સેશન) અને સ્મોલુચોસ્કી પાકવું (ટાપુઓનું વિસ્તરણ). ઓસ્ટવાલ્ડ પાકવાના કિસ્સામાં, જ્યારે બાદના અણુઓ તેમનાથી અલગ થઈ જાય છે અને પડોશીઓમાં ફેલાય છે ત્યારે મોટા સમૂહો નાનાના ખર્ચે વધે છે. સ્મોલુચોસ્કી પાકતી વખતે, સમગ્ર ક્લસ્ટરોના સ્થળાંતર અને એકત્રીકરણના પરિણામે મોટા કણોની રચના થાય છે. એક પ્રકારનું પકવવું બીજાથી નીચે પ્રમાણે અલગ કરી શકાય છે: ઓસ્ટવાલ્ડ પાકવાની સાથે, ક્લસ્ટરના કદનું વિતરણ વિસ્તરે છે અને સતત રહે છે, અને સ્મોલુચોસ્કી પાકવાની સાથે, કદ અલગ રીતે વહેંચવામાં આવે છે.

ચાર્ટ પર 3B и 3 300 થી વધુ ક્લસ્ટરોના વિશ્લેષણના પરિણામો દર્શાવવામાં આવ્યા છે, એટલે કે. કદ વિતરણ. અવલોકન કરેલ ક્લસ્ટર હાઇટ્સની શ્રેણી ખૂબ વિશાળ છે, પરંતુ સૌથી સામાન્ય લોકોના ત્રણ જૂથોને ઓળખી શકાય છે (3): 0.85, 1.10 અને 1.33 એનએમ.

ગ્રાફમાં જોઈ શકાય છે 3B, ક્લસ્ટરની ઊંચાઈ અને પહોળાઈના મૂલ્ય વચ્ચે સહસંબંધ છે. અવલોકન કરેલ ક્લસ્ટર સ્ટ્રક્ચર્સ સ્મોલુચોસ્કી પરિપક્વતાના લક્ષણો દર્શાવે છે.

ઉચ્ચ અને નિમ્ન ડિપોઝિશન ડેન્સિટી પ્રયોગોમાં ક્લસ્ટરો વચ્ચે પણ સહસંબંધ છે. આમ, 0.85 nm ની ઊંચાઈ ધરાવતા ક્લસ્ટરોનું જૂથ નીચી ઘનતાવાળા પ્રયોગોમાં 0.88 nm ની ઊંચાઈ ધરાવતા વ્યક્તિગત ક્લસ્ટર સાથે સુસંગત છે. તેથી, પ્રથમ જૂથના ક્લસ્ટરોને મૂલ્ય Au20 સોંપવામાં આવ્યું હતું, અને બીજા (1.10 nm) અને ત્રીજા (1.33 nm) ના ક્લસ્ટરોને અનુક્રમે Au40 અને Au60 મૂલ્યો સોંપવામાં આવ્યા હતા.

છબી #4

ચિત્રિત 4 આપણે ક્લસ્ટરોની ત્રણ શ્રેણીઓ વચ્ચેના દ્રશ્ય તફાવતો જોઈ શકીએ છીએ, જેનો dI/dV સ્પેક્ટ્રા ગ્રાફમાં દર્શાવેલ છે. 4B.

જેમ Au20 ક્લસ્ટરો સ્પેક્ટ્રમમાં મોટા ઉર્જા ગેપમાં ભળી જાય છે, dI/dV ઘટે છે. આમ, દરેક જૂથ માટે નીચેના અસંતુલિત મૂલ્યો પ્રાપ્ત થયા: Au20—3.0 eV, Au40—2.0 eV, અને Au60—1.2 eV. આ ડેટા, તેમજ અભ્યાસ કરેલા જૂથોની ટોપોગ્રાફિક છબીઓને ધ્યાનમાં લેતા, એવી દલીલ કરી શકાય છે કે ક્લસ્ટર એગ્લોમેરેટ્સની ભૂમિતિ ગોળાકાર અથવા ગોળાર્ધની નજીક છે.

ગોળાકાર અને અર્ધગોળાકાર ક્લસ્ટરોમાં અણુઓની સંખ્યાનો અંદાજ કાઢવા માટે, તમે Ns = [(h/2)/r]3 અને Nh = 1/2 (h/r)3 નો ઉપયોગ કરી શકો છો, જ્યાં h и r એક Au અણુના ક્લસ્ટરની ઊંચાઈ અને ત્રિજ્યાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. સોનાના અણુ (r = 0.159 nm) માટે વિગ્નર-સીટ્ઝ ત્રિજ્યાને ધ્યાનમાં લેતા, અમે ગોળાકાર અંદાજ માટે તેમની સંખ્યાની ગણતરી કરી શકીએ છીએ: બીજો જૂથ (Au40) - 41 અણુ, ત્રીજો જૂથ (Au60) - 68 અણુઓ. ગોળાર્ધના અંદાજમાં, અણુઓની અંદાજિત સંખ્યા 166 અને 273 ગોળાકાર અંદાજમાં Au40 અને Au60 કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. તેથી, તે નિષ્કર્ષ પર આવી શકે છે કે Au40 અને Au60 ની ભૂમિતિ અર્ધગોળાકારને બદલે ગોળાકાર છે.

અભ્યાસની ઘોંઘાટ પર વધુ વિગતવાર દેખાવ માટે, હું એક નજર લેવાની ભલામણ કરું છું વૈજ્ઞાનિકો અહેવાલ આપે છે и વધારાની સામગ્રી તેને.

ઉપસંહાર

આ અભ્યાસમાં, વૈજ્ઞાનિકોએ સ્કેનિંગ ટનલીંગ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી અને માઈક્રોસ્કોપીનું સંયોજન કર્યું, જેણે તેમને સોનાના અણુઓના ક્લસ્ટરોની ભૂમિતિ સંબંધિત વધુ સચોટ ડેટા મેળવવાની મંજૂરી આપી. એવું જાણવા મળ્યું હતું કે 20L NaCl/Au(3) સબસ્ટ્રેટ પર જમા થયેલ Au111 ક્લસ્ટર તેના ગેસ-તબક્કાના પિરામિડલ માળખાને મોટા HL ગેપ સાથે જાળવી રાખે છે. એવું પણ જાણવા મળ્યું હતું કે જૂથોમાં ક્લસ્ટરોની વૃદ્ધિ અને જોડાણની મુખ્ય પદ્ધતિ સ્મોલુચોસ્કી પરિપક્વતા છે.

વૈજ્ઞાનિકો તેમના કાર્યની મુખ્ય સિદ્ધિઓમાંની એકને પરમાણુ ક્લસ્ટરો પરના સંશોધનના પરિણામો તરીકે નહીં, પરંતુ આ સંશોધન હાથ ધરવાની પદ્ધતિ કહે છે. અગાઉ, ટ્રાન્સમિશન સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જે તેના ગુણધર્મોને લીધે, અવલોકનોના પરિણામોને વિકૃત કરે છે. જો કે, આ કાર્યમાં વર્ણવેલ નવી પદ્ધતિ અમને સચોટ ડેટા મેળવવા માટે પરવાનગી આપે છે.

અન્ય વસ્તુઓમાં, ક્લસ્ટર સ્ટ્રક્ચર્સનો અભ્યાસ કરવાથી અમને તેમના ઉત્પ્રેરક અને ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો સમજવાની મંજૂરી મળે છે, જે ક્લસ્ટર ઉત્પ્રેરક અને ઓપ્ટિકલ ઉપકરણોમાં તેમના ઉપયોગ માટે અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે. હાલમાં, ક્લસ્ટરો પહેલેથી જ ઇંધણ કોષો અને કાર્બન કેપ્ચરમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. જો કે, વૈજ્ઞાનિકોના જણાવ્યા મુજબ, આ મર્યાદા નથી.

વાંચવા બદલ આભાર, જિજ્ઞાસુ રહો અને અઠવાડિયું સરસ પસાર કરો મિત્રો. 🙂

કેટલીક જાહેરાતો 🙂

અમારી સાથે રહેવા બદલ આભાર. શું તમને અમારા લેખો ગમે છે? વધુ રસપ્રદ સામગ્રી જોવા માંગો છો? ઓર્ડર આપીને અથવા મિત્રોને ભલામણ કરીને અમને ટેકો આપો, $4.99 થી વિકાસકર્તાઓ માટે ક્લાઉડ VPS, એન્ટ્રી-લેવલ સર્વર્સનું એક અનન્ય એનાલોગ, જેની શોધ અમારા દ્વારા તમારા માટે કરવામાં આવી છે: VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps વિશેનું સંપૂર્ણ સત્ય $19 થી અથવા સર્વર કેવી રીતે શેર કરવું? (RAID1 અને RAID10 સાથે ઉપલબ્ધ, 24 કોરો સુધી અને 40GB DDR4 સુધી).

એમ્સ્ટરડેમમાં ઇક્વિનિક્સ ટાયર IV ડેટા સેન્ટરમાં ડેલ R730xd 2 ગણું સસ્તું? માત્ર અહીં 2 x ઇન્ટેલ ટેટ્રાડેકા-કોર Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ટીવી $199 થી નેધરલેન્ડમાં! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99 થી! વિશે વાંચો ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર કોર્પોરેશન કેવી રીતે બનાવવું. ડેલ R730xd E5-2650 v4 સર્વર્સના ઉપયોગ સાથેનો વર્ગ એક પેની માટે 9000 યુરોના મૂલ્યના છે?

સોર્સ: www.habr.com