Ko te ao huri noa i a tatou ko te hua tahi o te maha o nga ahuatanga me nga tukanga mai i nga momo putaiao, kaore e taea te wehe i te mea tino nui. Ahakoa te ahua o te tauwhainga, he rite tonu nga ahuatanga o etahi ahuatanga o te ao. Me tango te ahuahanga hei tauira: ko nga mea katoa e kite ana tatou he ahua motuhake, ko tetahi o nga mea tino noa i roto i te taiao he porowhita, he porowhita, he porowhita, he poi (he ahua kei te mata). Ko te hiahia kia porowhita ka kitea i roto i nga aorangi me nga tautau ngota. Engari i nga wa katoa he rereke nga ture. I kitea e nga kaiputaiao mai i te Whare Wananga o Leuven (Belgium) ko nga ngota koura ehara i te porowhita, engari he tautau tara. Na te aha i puta ai tenei ahuatanga rereke o nga ngota koura, he aha nga taonga o nga koeko utu nui, me pehea te whakamahi i tenei kitenga i roto i nga mahi? Ka ako tatou mo tenei mai i te purongo a nga kaiputaiao. Haere.
Kaupapa rangahau
Kua roa e mohiotia ana te noho o nga tautau ngota koura. He rereke nga ahuatanga matū me te hiko o enei hanganga, na reira kua piki noa te hiahia ki a raatau i roto i nga tau. Ko te nuinga o nga rangahau e aro ana ki te rangahau i nga taunga inenga, engari ko tenei rangahau e hiahia ana ki te whakahiatotanga me te inenga tino tika.
Ko te tikanga, he rereke nga momo tautau, engari ko te mea tino rongonui mo te ako ko Au20, ara, he tautau 20 ngota koura. Ko tona rongonui na te tino hangarite tetrahedral* te hanganga me te tino nui HOMO-LUMO (HL) mā te āputa (āputa)*.
Tetrahedron* - he polyhedron e wha nga tapatoru hei mata. Mena ka whakaarohia ko tetahi o nga kanohi te turanga, ka taea te kiia te tetrahedron he koeko tapatoru.
HOMO-LUMO āputa (gap)* — Ko HOMO me te LUMO he momo orbital rapoi (he mahi pangarau e whakaatu ana i te whanonga ngaru o nga irahiko i roto i te ngota ngota). Ko te HOMO te tohu orbital molecular teitei e nohoia ana, a ko te LUMO te tohu orbital molecular orbital iti rawa. Ko nga irahiko o te ngota ngota kei roto i te ahua o te whenua ka whakakiia nga orbital katoa ki te iti rawa te kaha. Ko te orbital e kaha ake ana te kaha o nga mea kua whakakiia ko HOMO. Ka huri, ko LUMO te iti rawa o te hikoi hiko. Ko te rereketanga o te kaha i waenga i enei momo orbital e rua ka kiia ko te aputa HOMO-LUMO.
Ko te tirohanga hiko o Au20 i whakaatu ko te aputa HOMO-LUMO he 1.77 eV.
Ko nga whaihanga i mahia i runga i te ariā mahi kiato (he tikanga mo te tatau i te hanganga hiko o nga punaha) i whakaatu ka taea te whakatutuki i taua rereketanga o te kaha ma roto noa i te koeko tetrahedral o Td hangarite (tetrahedral symmetry), koinei te ahuahanga tino pumau mo te tautau Au20.
E ai ki nga Kairangataiao ko nga rangahau o mua mo Au20 i tino he nga hua na te uaua o te mahi. I mua, i whakamahia he karu hiko matawai irahiko, na te kaha nui o te kurupae i whakakorikori i nga hua tirohanga: i kitea he rerekee tonu o Au20 i waenga i nga whirihoranga hanganga rereke. I roto i te 5% o nga whakaahua i riro mai, he tetrahedral te tautau Au20, a, i te toenga ka tino raruraru tona ahuahanga. Na reira, ko te noho o te hanganga tetrahedral Au20 i runga i te tïpako i hangaia, hei tauira, te waro amorphous e kore e taea te kiia XNUMX% kua whakamatauhia.
I roto i te rangahau e arotakehia ana e tatou i tenei ra, i whakatau nga kaiputaiao ki te whakamahi i tetahi tikanga ngawari ake mo te ako i te Au20, ara te matawai i te matawai moroiti tunneling (STM) me te matawai tunneling spectroscopy (STS). Ko nga mea i tirohia ko nga kahui Au20 i runga i nga kiriata NaCl ultrathin. I whakaae a STM ki a matou ki te whakau i te hangarite tapatoru o te hanganga pyramidal, a na nga raraunga STS i taea te tatau i te aputa HOMO-LUMO, he nui te 2.0 eV.
Whakaritenga ako
I whakatipuria te paparanga NaCl ki runga i te taputapu Au(111) ma te whakamahi i te waipara matū kohu i te 800 K i roto i te ruuma STM i raro i nga tikanga korehau ultrahigh.
Ko nga katote katote Au20 i puta mai i te tatūnga a te magnetron sputtering me te rahi i tohua ma te whakamahi i te tātari papatipu tapawha. I mahi tonu te puna mokowhiti me te whakaputa i te hautanga nui o nga tautau kua utaina, ka uru ki te tātari papatipu tapawha. Ko nga tautau kua tohua i whakatakotoria ki runga i te taputapu NaCl/Au(111). Mo te whakahekenga iti, he 30 pA (picoamps) te rewharewha kapoipoi, he 9 meneti te wa whakangao; mo te tuunga teitei, he 1 nA (nanoamps) me te 15 meneti. Ko te pehanga i roto i te ruma ko 10-9 mbar.
Nga hua rangahau
Ko nga tautau au20 au2 kua kowhiria-nui-a-tinana he iti rawa te kiato o te kapi i whakatakotoria i te pāmahana rūma ki nga motu NaCl ultrathin, tae atu ki te 3L, 4L, me te XNUMXL (papanga ngota).
Whakaahua #1
I roto i te 1A Ka kitea ko te nuinga o te NaCl kua tipu e toru nga paparanga, ko nga waahi e rua me te wha nga papa kei te noho iti ake, me nga waahi 5L kei te ngaro.
I kitea nga tautau Au20 i roto i nga rohe e toru me te wha-paparanga, engari i ngaro i te 2L. Ka whakamaramahia tenei e te meka ka taea e Au20 te haere i roto i te 2L NaCl, engari mo te 3L me te 4L NaCl, ka mau tonu ki runga i to raatau mata. I iti kiato paninga i roto i te rohe o 200 x 200 nm, i 0 ki te 4 tautau i kitea kahore he tohu o Au20 agglomeration (whakaemi).
Na te mea he tiketike rawa te parenga o te 4L NaCl me te koretake i te karapa i te Au20 kotahi ki te 4L NaCl, ka aro nga kaiputaiao ki te ako i nga tautau ki te 3L NaCl.
Whakaahua #2
Ko te marumaru o nga tautau i roto i te 3L NaCl i whakaatu ko to ratou teitei he 0.88 ± 0.12 nm. He tino pai tenei ahua ki nga hua whakatauira, i tohu he teitei 0.94 ± 0.01 nm (2A). I kitea ano e te marumaru he ahua tapatoru te ahua o etahi tautau me tetahi ngota e puta ana ki runga, e whakau ana i nga mahi rangahau mo te hanga tara o te hanganga Au20 (2B).
E ai ki nga kaiputaiao, ka kite koe i nga mea iti rawa e toru-ahu, penei i nga tautau Au20, he tino uaua ki te karo i etahi hapa. Kia whiwhi ai i nga whakaahua tino tika (mai i te tirohanga ngota me te matahangahanga), me whakamahi i te pito karu karu Cl-whakamahia. I kitea he ahua tara i roto i nga tautau e rua (1B и 1С), nga whakaahua ahu-toru e whakaatuhia ana ki roto 1D и 1E.
Ahakoa ko te ahua tapatoru me te tohatoha teitei e whakaatu ana ka mau tonu te ahua o nga tautau kua whakatakotoria he ahua tara, ko nga whakaahua STM (1B и 1С) kaua e whakaatu i nga hanganga tetrahedral tino pai. Koki nui rawa atu i te whakaahua 1B he 78° pea. A he 30% neke atu i te 60° tenei mo te tetrahedron pai me te hangarite Td.
E rua pea nga take mo tenei. Tuatahi, he he i roto i te whakaahua ake, na te uaua o tenei mahi me te mea ko te pito o te ngira microscope kaore i te pakari, ka taea hoki e tenei te whakakorikori i nga whakaahua. Ko te take tuarua na te korikori o roto o te Au20 tautoko. I te taunga o te Au20 me te hangarite Td ki runga i te kurupae NaCl tapawha, ka whakakorikorihia e te haurite haurite te hanganga tetrahedral pai o Au20.
Kia kitea ai te take o nga rerekeetanga o nga whakaahua, i tātarihia e nga kaiputaiao nga raraunga mo te hangarite o nga hanganga Au20 e toru kua arotauhia ki runga NaCl. Ko te mutunga mai, i kitea ko nga tautau he paku keehe noa mai i te hanganga tetrahedral tino pai me te hangarite Td me te nui o te rereke i nga waahi ngota o te 0.45. No reira, ko nga whakakorikoritanga o nga whakaahua ko te hua o te hee o te mahi atahanga ake, ehara i te mea he rereke i roto i te tukunga o nga tautau ki runga i te tïpako me/ranei te taunekeneke i waenganui i a raatau.
Ehara i te mea ko nga raraunga topographic anake he tohu maamaa o te hanganga pyramidal o te roopu Au20, engari ano hoki he aputa HL tino nui (mo te 1.8 eV) ka whakaritea ki etahi atu Au20 inemate* he iti ake te kaha (i te ariā kei raro iho i te 0.5 eV).
Isomer* - nga hanganga e rite ana ki te hanganga ngota me te taumaha ngota, engari he rereke te hanga, te whakaritenga ranei o nga ngota.
Te tātari i nga ahuatanga hiko o nga tautau ka whakatakotoria ki runga i te tïpako ma te whakamahi i te matawai tunneling spectroscopy (1F) i taea ai te whiwhi i te awhi rerenga rereke (dI/dV) o te kahui Au20, e whakaatu ana i te aputa roopu nui (Eg) rite ki te 3.1 eV.
I te mea kua wehea hiko te kapoi ma te whakamaarama i nga kiriata NaCl, ka hanga he hononga arai-rua (DBTJ), ka puta nga paanga hiko-hiko kotahi. No reira, ko te korenga i roto i te tuāwhiorangi dI/dV ko te hua o te mahi tahi o te quantum HL discontinuity (EHL) me te puiao Coulomb pūngao (Ec). Ko nga inenga o nga wehenga o te awhiowhiotanga i whakaatu mai i te 2.4 ki te 3.1 eV mo nga tautau e whitu (1F). He nui ake nga wehenga i kitea i te HL (1.8 eV) i te wahanga hau Au20.
Ko te rerekeetanga o nga wehenga i roto i nga momo tautau he mea na te tukanga ine tonu (te tuunga o te ngira e pa ana ki te tautau). Ko te mokowhiti nui rawa atu i inehia i roto i te hianga dI/dV ko 3.1 eV. I roto i tenei take, ko te pito i tawhiti atu i te tautau, i iti ake ai te kaha o te hiko i waenga i te pito me te tautau i tera i waenga i te tautau me te taputapu Au(111).
I muri mai, i mahia e matou nga tatauranga mo nga pakaruhanga HL o nga tautau Au20 kore utu me era kei runga i te 3L NaCl.
Ko te kauwhata 2C e whakaatu ana i te kiato whakatairite o te ānau whenua mo te hau-waahanga Au20 tetrahedron he 1.78 eV te aputa HL. I te wa e noho ana te tautau ki runga i te 3L NaCl/Au(111), ka piki ake nga paheketanga, ka heke te aputa HL mai i te 1.73 ki te 1.51 eV, he mea whakarite ki te aputa HL o 2.0 eV i whiwhi i nga inenga whakamatautau.
I roto i nga rangahau o mua, i kitea ko Au20 ngota me te hanganga Cs-hangarite he aputa HL e tata ana ki te 0.688 eV, me nga hanganga he hangarite amorphous - 0.93 eV. Ma te whakaaro ki enei tirohanga me nga hua o nga inenga, ka tae mai nga kaiputaiao ki te whakatau ka taea te waahi roopu nui i raro i nga tikanga o te hanganga pyramidal tetrahedral.
Ko te waahanga o muri o te rangahau ko te rangahau i nga tauwhitinga kapopu-pupuu, he nui ake te Au3 (te whakanui ake i te kiato) i whakatakotoria ki runga i te tïpako 111L NaCl/Au(20).
Whakaahua #3
I runga i te ahua 3A ka whakaatuhia he ahua STM topographic o nga tautau kua penapena. Tata ki te 100 nga tautau ka kitea i te waahi karapa (100 nm x 30 nm). Ko nga rahi o nga tautau tauwhitinga i runga i te 3L NaCl he nui ake, he rite ranei ki nga rahi o era i akohia i roto i nga whakamatautau me nga tautau kotahi. Ka taea te whakamaarama ma te whakamaarama me te whakahiatotanga (whakapiri) ki te mata o NaCl i te pāmahana rūma.
Ko te kohikohi me te tipu o nga tautau ka taea te whakamarama e nga tikanga e rua: Ko te maoa o Ostwald (whakahou) me te maoa o Smoluchowski (te whakanui i nga moutere). I te ahua o te maoa o Ostwald, ka tipu nga tautau nui i te utu o nga mea iti, ka wehea nga ngota o muri mai i a raatau ka tohatoha ki nga mea tata. I te wa e maoa ana a Smoluchowski, ka puta nga matūriki nui ake na te hekenga me te whakahiato o nga tautau katoa. Ko tetahi momo maoa ka taea te wehewehe mai i tetahi atu penei: me te maoa o Ostwald, ka nui haere te tohatoha o nga rahi o te tautau, me te haere tonu, me te maoa o Smoluchowski, ka tohatohahia te rahi.
I runga i nga tūtohi 3B и 3С ka whakaatuhia nga hua o te tātaritanga neke atu i te 300 tautau, i.e. tohatoha rahi. He tino whanui te awhe o nga teitei tautau ka kitea, engari e toru nga roopu o nga mea tino noa ka taea te wehewehe (3С): 0.85, 1.10 me 1.33 nm.
Ka kitea i te kauwhata 3B, he hononga kei waenganui i te uara o te teitei me te whanui o te tautau. Ko nga hanganga tautau i kitea e whakaatu ana i nga ahuatanga o te maoatanga o Smoluchowski.
He hononga ano kei waenga i nga tautau i roto i nga whakamatautau kiato waipara teitei me te iti. Na, ko te roopu o nga tautau me te teitei o te 0.85 nm e rite ana ki te huinga takitahi me te teitei o te 0.88 nm i roto i nga whakamatautau me te iti o te kiato. No reira, ko nga tautau mai i te roopu tuatahi i whakawhiwhia ki te uara Au20, ko nga tautau mai i te tuarua (1.10 nm) me te tuatoru (1.33 nm) i whakawhiwhia nga uara Au40 me Au60.
Whakaahua #4
Kei te pikitia 4A ka kite tatou i nga rereketanga tirohanga i waenga i nga waahanga e toru o nga tautau, ko te hiranga dI/dV e whakaatuhia ana i te kauwhata. 4B.
I te hanumi nga tautau Au20 ki roto i te aputa hiko nui ake i te awhiowhio, ka heke te dI/dV. No reira, mo ia roopu ko nga uara aukati e whai ake nei: Au20—3.0 eV, Au40—2.0 eV, me Au60—1.2 eV. Ma te whai whakaaro ki enei raraunga, tae atu ki nga whakaahua topographic o nga roopu i akohia, ka taea te whakapae ko te ahuahanga o nga agglomerates kapoi he tata ki te porowhita, hemispherical ranei.
Hei whakatau tata i te maha o nga ngota i roto i nga kahui porowhita me te porowhita, ka taea e koe te whakamahi Ns = [(h/2)/r]3 me Nh = 1/2 (h/r)3, kei hea h и r e tohu ana i te teitei tautau me te putoro o te ngota Au kotahi. Ma te whakaaro ki te radius Wigner-Seitz mo te ngota koura (r = 0.159 nm), ka taea e taatau te tatau i to raatau nama mo te tata porohita: te roopu tuarua (Au40) - 41 ngota, te roopu tuatoru (Au60) - 68 ngota. I roto i te tata awhiowhio, te tau tata o ngota 166 me 273 he tino teitei ake i te Au40 me Au60 i roto i te tata porohita. No reira, ka taea te whakatau ko te ahuahanga o Au40 me Au60 he porowhita, kaua ko te hemispherical.
Mo te titiro atu ki nga ahuatanga o te ako, ka tūtohu ahau kia tirohia и ki a ia.
Epilogue
I roto i tenei rangahau, i whakakotahihia e nga kaiputaiao te matawai tunneling spectroscopy me te microscopy, i taea ai e ratou te tiki raraunga tika ake mo te ahuahanga o nga tautau ngota koura. I kitea ko te kahui Au20 i tuu ki runga i te tïpako 3L NaCl/Au(111) e mau tonu ana tona hanganga hau-waahanga tara me te aputa HL nui. I kitea ano ko te tikanga matua o te tipu me te whakakotahitanga o nga tautau ki roto i nga roopu ko te Smoluchowski matuatanga.
Ko nga kaiputaiao e kii ana ko tetahi o nga tino whakatutukitanga o a raatau mahi ehara i te mea ko nga hua o te rangahau mo nga tautau ngota, engari ko te tikanga mo te whakahaere i tenei rangahau. I mua, i whakamahia he karu hiko matawai irahiko, na ona ahuatanga, i whakakorikori i nga hua o nga tirohanga. Engari, ko te tikanga hou e whakaahuatia ana i roto i tenei mahi ka taea e tatou te whiwhi raraunga tika.
I roto i etahi atu mea, ma te ako i nga hanganga tautau ka taea e tatou te mohio ki o raatau ahuatanga catalytic me te whatu, he mea tino nui mo to raatau whakamahi i roto i nga kohinga kohinga me nga taputapu whatu. I tenei wa, kua whakamahia kētia nga tautau i roto i nga pūtau wahie me te hopu waro. Heoi, e ai ki nga kaiputaiao ake, ehara tenei i te rohe.
Nga mihi mo te panui, noho pakiki, kia pai te wiki e tama. 🙂
Ko etahi panui 🙂
Mauruuru koe mo te noho ki a matou. He pai ki a koe a maatau tuhinga? Kei te hiahia koe ki te kite i etahi atu mea whakamere? Tautokohia matou ma te tuku ota me te tuku korero ki o hoa, , he tairitenga ahurei o nga kaitoro taumata-urunga, na matou i hanga mo koe: (e waatea ana me te RAID1 me te RAID10, tae atu ki te 24 matua me te 40GB DDR4).
Dell R730xd 2x iti ake i te pokapū raraunga Equinix Tier IV i Amsterdam? Anei i konei i roto i te Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mai i te $99! Pānuihia mo
Source: will.com