Mundus apud nos effectus plurium phaenomenorum ac processuum ex variis scientiis commune est, vix fieri potest ut praecipua eximitur. Quamvis quidam certationis gradus, multae quarumdam scientiarum aspectus similes notas habent. Sit exemplum in geometria: omnia quae videmus certam habent figuram, cuius una maxime natura communis est circulus, circulus, sphaera, globus (flexio in facie). Desiderium esse sphaericum manifestatur tam in racemis quam in planetis atomicis. Sed semper est exceptio regularum. Physici ab Universitate Lovaniensi (Belgium) invenerunt atomos auri non globos sphaericos sed pyramidales formare. Quid facit insolita haec aurea atomorum mores, quid pretiosae pyramides proprietates, et quomodo haec inventio in praxi applicari potest? De hoc discimus ex fama phisicorum. Vade.
Investigatio basis
Botri auri atomorum insolitarum existentia per aliquod tempus notum est. Hae structurae proprietates chemicae et electronicas insolitas habent, unde interest in iis tantum per annos aucta. Pleraque studia in studium dependentiarum dimensivarum posuerunt, sed talis studium synthesim moderatam et mensuras exquisitas requirit.
Videlicet genera botri, sed popularis ad studium est Au20, id est, botrum 20 auri atomorum. Popularis eius debetur valde symmetrica Tetraedri* structuram et mirae magnitudinis HOMO-LUMO (HL) per gap (gap)*.
Tetraedrum* - Polyedrum cum quatuor triangulis ut facies. Si basem unam facierum consideremus, Tetraedrum dici potest Pyramis triangularis.
HOMO-LUMO gap (gap)* β HOMO et LUMO genera sunt orbitalium hypotheticorum (munus mathematicum quod undam morum electrons in moleculo describit). HOMO significat supremum orbitalem occupantem hypotheticum, et LUMO significat infimum orbitalem hypotheticum vacuum. Electronia moleculae in statu humo replent omnes orbitales viribus infimis. Orbitalis quae summam industriam inter repletos habet homo dicitur. Rursus, LUMO est infima vis orbitalis. Vis inter haec duo genera orbitalium discrimen vocatur gap homo-LUMO.
Photoelectron spectroscopium Au20 ostendit rimam HOMO-LUMO 1.77 eV esse.
Simulationes ex densitate theoriae functionis (ratio ad calculandum systemata electronic fabricanda) peragenda monstravit talem industriam differentiam solum per pyramidem tetradralem symmetriae Td symmetriae (tetraedris symmetriae) unice effici posse, quae geometrica firmissima est. ad Au20 botrum.
Scientes notant priorem inquisitionem in Au20 perquam inaccuratas eventus ob multiplicitatem processus dedisse. Antea transmissio microscopii electronici perspicienti adhibita est, alta vis trabis pervertit eventum observationis: constans fluctuatio Au20 observata est inter varias structuras conformationes. In 5% imaginum consecutus, glomus Au20 metroedalis erat, et in reliqua eius geometria prorsus turbata est. Exsistentia Tetraedri Au20 structurae in subiecto factae, exempli gratia, carbo amorphous vix XNUMX XNUMX probatus vocari potuit.
In tablino hodie recensentes, viri docti leniori methodo ad Au20 perspiciendum uti censuerunt, nempe microscopia obscurans (STM) et spectroscopium effosso (STS). Objecta observationis erant Au20 racemi in pellibus ultrathinis NaCl. STM permisit nobis symmetriam triangularem structurae pyramidalis confirmare, et data STS ad lacunam HOMO-LUMO computare posse, qui tantum erat 2.0 eV.
Survey Praeparatio
NaCl iacuit in Au (111) substratus utens depositionis chemicae vaporum ad 800 K in camera STM sub condicione ultrahigh vacuum.
Botrus au20 iones productae sunt per putris magnetronis paroem et magnitudinem selectae utentes massae quadrupole sparguntur. Putris fons in continuo modo operatus est et magnam fractionem uvarum oneratus producit, quae postea missam colum quadrupole intravit. Botrae selectae in NaCl/Au (111) subiectae sunt depositae. Pro densitate depositionis humilis, botrus fluxus erat 30 pA (picoamps) et depositio temporis erat 9 minuta: summus enim densitas depositio erat 1 nA (nanoamps) et 15 minuta. Pressio in thalamo erat 10-9 mbar.
Investigationis eventus
Botri anionici Au20 missae selectae cum densitate infima densitatis coverage depositae sunt ad locus temperatus in insulas ultrathinas NaCl, incluso 2L, 3L, 4L (strata atomica).
Imago #1
In 1Π Perspici potest quod pleraeque NaCl adultae tres ordines habent, areae cum duobus et quattuor stratis aream minorem occupant, et 5L areae paene absentes sunt.
Au20 inventae sunt ligaturae in regiones tres et quattuor ordines, sed aberant in 2L. Hoc explicatur per hoc, quod Au20 per 2L NaCl transire potest, sed in 3L et 4L NaCl retinetur in superficie sua. In densitate coatingis humilis in regione 200 x 200 um, ab 0 ad 4 racemis observata est sine ullis notis agglomerationis Au20 (cumulationis).
Ob nimiam resistentiam 4L NaCl et instabilitatem cum singulas Au20 in 4L NaCl intuens, viri docti in racemis in 3L NaCl studentibus constiterunt.
Imago #2
Microscopia botri in 3L NaCl ostendit earum altitudinem 0.88 Β± 0.12 nm esse. Haec figura optime convenit cum eventibus exemplaris, quae altitudinem 0.94 Β± 0.01 nm praedixit (.2Π). Microscopia etiam ostendit nonnullas ligaturas habere figuram triangularem cum uno atomo in summo prominente, quod in usu confirmat investigationem theoricam circa figuram pyramidalem structurae Au20 (2B).
Scientistae notant quod cum visualising perexigua tria dimensiva, ut Au20 racemi, difficillimum est quasdam inaccuratates vitare. Ad accuratissimas imagines (sive ex parte atomica et geometrica), necesse fuit uti microscopii extremitate idealis atomice acutis functionis. Figura pyramidalis notatur in duobus racemis (1Π ΠΈ 1Π‘) tres imagines dimensiva quarum in fl 1D ΠΈ 1E, Respectively.
Licet figura triangularis et distributio altitudinis ostendant racemos depositos conservare figuram pyramidalem, STM imagines.1Π ΠΈ 1Π‘) perfectas structuras tetradrales non ostendunt. Mauris angulus in photo 1Π de 78 p. Et hoc est 30% plus quam 60Β° pro ideali Tetraedri cum Td symmetria.
Cuius ratio potest esse duplex. Uno modo, in ipsa imagine imaginandi, causata tam ex multiplicitate huius processus, quam ex eo quod extremum microscopii acus non est rigidum, quod etiam imagines detorquere potest. Secunda causa provenit Au20. Cum racemi Au20 cum terra Td symmetria in cancello quadrato NaCl, symmetria mismatch intorquet specimen structurae tetraedrae Au20.
Ad inveniendam causam talium deflexionum in photographis, viri docti notitias in symmetria trium optimized structurarum in NaCl resolvunt. Quam ob rem deprehensum est racemos leviter deformatos ab structura ideali Tetraedri cum Td symmetria cum maxima declinatione in positionibus atomicis 20. Depravationes igitur in imaginibus oriuntur indiligentiis in ipso processu imaginatio, et non ullis deflexionibus in depositione botri substrato vel commercio inter eos.
Non solum notae topographicae clarae sunt notae pyramidalis structurae botri Au20, sed etiam maiusculae HL hiatus (circiter 1.8 eV) aliis Au20 comparatis. isomers * cum inferiore navitas (in theoria infra 0.5 eV).
Isomers * β structurae identicae sunt in compositione atomica et pondere hypothetico, sed differunt in structura vel dispositione atomorum.
Analysis proprietatum electronicarum botri depositarum in subiecto spectroscopiae intuens cuniculos (1F) effecit ut spectri differentialis conductivity (dI/dV) botri Au20 obtinere posset, quod magnum intervallum (Eg) ostendit = 3.1 eV.
Cum botrus electrice ab insulante NaCl pellicula scinditur, duplex claustrum cuniculi (DBTJ) formatur, quod unico electronico cuniculo effectus causat. Itaque discontinuitas in spectro dI/dV est effectus iuncturae operis quantitatis HL discontinuitatis (EHL) et industriae classicae Coulomb (Ec). Mensurae aperturae in spectro ab 2.4 ad 3.1 eV ligaturae septem ostenduntur (1F). Observatae discontinuitates maiores sunt quam HL discontinuitates (1.8 eV) in phase Au20 gasi.
Variabilitas fractis in diversis racemis provenit ex ipso processu mensurae (positio acus respectu botri). Maximus hiatus in spectris dI/dV mensuratus erat 3.1 eV. In hoc casu, extremum longe a botro situm erat, quod capacitatem electricam inter extremum et botrum minus quam inter botrum et Au(111) subiectum fecerat.
Deinde de calculis HL ruptis liberae racemis Au20 latis et in 3L NaCl sitis.
Graph 2C simulatam densitatem civitatum curvarum ostendit pro Phase Au20 tetraedri cujus HL hiatus est 1.78 eV. Botrus in 3L NaCl/Au (111 collocatur), depravationes augentur et HL hiatus decrescit ab 1.73 ad 1.51 eV, qui comparandus est cum HL hiatu 2.0 eV in mensuris experimentalibus consecutis.
In studiis praecedentibus, inventum est Au20 isomers cum structura Cs-symmetrica habere HL hiatum circiter 0.688 eV, structuras cum symmetria amorpho - 0.93 eV. His animadversionibus et eventibus mensurarum inspectis, viri docti ad conclusionem venerunt amplam cohortem sarcophagum solum sub condicionibus structurae pyramidalis tetradralis fieri posse.
Proximum investigationis scaena fuit studium interactionum botri botri, propter quod plus Au3 (density auctum) in 111L NaCl/Au (20) positum erat.
Imago #3
Ad imaginem 3Π imago topographica STM botri depositarum ostenditur. Circiter 100 racemi in area intuendo observantur (100 nm x 30 um). Magnitudines racemis inter se mutuo in 3L NaCl majores sunt, quam quantitatibus illorum experimentorum in racemis indiscretarum. Hoc explicari potest per diffusionem et agglomerationem in superficie NaCl in locus temperatus.
Cumulus et incrementum botri duobus mechanismis explicari potest: Ostwald praecox (recondensatio) et Smoluchowski maturatio (dilatio insularum). In Ostwaldis maturescentibus racemi maiores minores dispendio crescunt, earum atomi ab illis separantur et in vicinas diffunduntur. Per Smoluchowski maturescentes, majores particulae propter migrationem et agglomerationem uvarum integrarum formantur. Unum genus maturitatis ab altero distingui potest hoc modo: cum Ostwald maturescens, distributio botri magnitudines dilatat et continuatur, et cum Smoluchowski maturescentia, amplitudo discrete distribuitur.
In chartis 3Π ΠΈ 3Π‘ eventus analysi plusquam 300 ligaminum ostenduntur, i.e. amplitudo distributio. Circumspecti botri altitudines satis latae sunt, sed tres partes usitatae distingui possunt.3Π‘): 0.85, 1.10 et 1.33 nm.
Ut lacinia purus videri potest 3Πdatur relatio inter valorem altitudinis et latitudinis botri. Observata botri structurae lineamenta maturationis Smoluchowski ostendunt.
Est etiam relatio inter botrum in alta et infima experimentorum densitatis depositionis. Ita globus botri cum altitudine 0.85 nm convenit cum uno botro cum altitudine 0.88 nm in experimentis cum densitate humili. Ergo racemi primi e gregibus assignati sunt valoris Au20, et racemi secundi (1.10 nm) et tertii (1.33 nm) assignati sunt valoribus Au40 et Au60, respective.
Imago #4
Picta 4Π videre possumus differentias visuales inter tria genera botri, quorum spectra dI/dV in grapho monstrantur. 4Π.
Ut racemi Au20 in ampliorem energiam in spectri hiatum conflent, dI/dV decrescit. Ita pro utroque circulo consecuti sunt valores discontinuitatis sequentes: Au20β3.0 eV, Au40-2.0 eV, Au60-1.2 eV. Inspecta harum notitiarum, ac imaginum topographicarum circulorum investigatorum argui potest geometriam glomeratorum botri propius esse sphaericam vel hemisphaeriam.
Numerum atomorum in racemis sphaericis et hemisphaericis aestimare, uti potes Nh = [(h/2)/r]3 et Nh = 1/2 (h/r)3, ubi h ΠΈ r Botrus altitudinis et radii unius Au atomi repraesentant. Wigner-Seitz attentis radii ad atomum auri (r = 0.159 um), numerum eorum computare possumus pro approximatione sphaerica: globus secundus (Au40) β 41 atomorum, globus tertius (Au60)- 68 atomorum. In approximatione hemisphaerica, numerus aestimatus atomorum 166 et 273 signanter altior est quam Au40 et Au60 in approximatione sphaerica. Unde concludi potest quod geometria Au40 et Au60 est sphaerica magis quam hemisphaerica.
Ad accuratiorem informationem de studiorum nuances, spectantem commendo ΠΈ ad eum.
epilogus,
In hoc studio phisici spectroscopiam et microscopiam intuens conglutinaverunt, quae accuratiorem notitias de geometria botri atomorum auri impetrare permiserunt. Inventum est botrum Au20 in 3L NaCl/Au depositum (111) subiectum retinere structuram gasi pyramidalem cum magno HL hiatu. Inventum est etiam principale machinamentum incrementi et consociationis uvarum in coetus Smoluchowski maturationem esse.
Scientes unum e praecipuis sui operis operibus vocant non tam eventus investigationis in racemis atomicis, sed methodum perducendi hanc investigationem. Antea transmissio microscopii electronici perspicienti adhibita erat, quae ob proprietates observationum eventus detorquebat. Attamen nova methodus in hoc opere descripta accurate notitias obtinere nos sinit.
Inter alia, botri structurae studens permittit nos intelligere proprietates catalyticas et opticas, quae maximi momenti sunt propter usum in glomerulis catalystis et machinis opticis. Nunc, racemi iam in cellulis escariis et carbo carbonis adhibiti sunt. Sed secundum ipsos sapientes non est finis.
Gratias legendi, mane curiosus et magnas hebdomadas latinas habent. π
Quidam ads
Gratias tibi ago pro manendo nobiscum. Placetne tibi vasa nostra? Vis videre plus interesting contentus? Suscipe nos ponendo ordinem vel commendando amicos; , unicum analogum de ingressu servientibus, quod a nobis pro vobis est inventum: (praesto cum RAID1 et RAID10, usque ad 24 coros et usque ad 40GB DDR4).
Dell R730xd 2x vilius in Equinix Tier IV centri Amstelodami? Tantum hic in Belgio! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - from $99! Read about
Source: www.habr.com