Lefatše le re pota-potileng ke phello e kopaneng ea liketsahalo le lits'ebetso tse ngata ho tsoa ho mahlale a fapaneng, ho hang ho ke ke ha khoneha ho qolla tsa bohlokoahali ho tsona. Ho sa tsotellehe tekanyo e itseng ea tlhōlisano, likarolo tse ngata tsa saense tse itseng li na le litšobotsi tse tšoanang. A re nke mohlala oa geometry: ntho e 'ngoe le e' ngoe eo re e bonang e na le sebōpeho se itseng, seo e 'ngoe ea tse tloaelehileng ka ho fetisisa tlhahong ke selikalikoe, selikalikoe, pherekano, bolo (mokhoa oa sefahleho). Takatso ea ho ba chitja e bonahala lipolaneteng le ka lihlopha tsa liathomo. Empa kamehla ho na le mekhelo melaong. Bo-rasaense ba Univesithing ea Leuven (Belgium) ba fumane hore liathomo tsa khauta ha li etse sechitja, empa li etsa lihlopha tsa pyramidal. Lebaka la boitšoaro bo joalo bo sa tloaelehang ba liathomo tsa khauta ke lefe, liphiramide tsa bohlokoa li na le litšobotsi life, ’me se sibolotsoeng see se ka sebelisoa joang? Re ithuta ka sena tlalehong ea bo-rasaense. Eya.
Motheo oa lipatlisiso
Ho ba teng ha lihlopha tse sa tloaelehang tsa liathomo tsa khauta ho tsebahala ka nako e telele. Mehaho ena e na le lisebelisoa tse sa tloaelehang tsa lik'hemik'hale le tsa elektronike, ke kahoo thahasello ho tsona e ntseng e eketseha ho theosa le lilemo. Liphuputso tse ngata li tsepamisitse maikutlo thutong ea ho itšetleha ka boholo, leha ho le joalo, thuto e joalo e hloka motsoako o laoloang le litekanyo tse nepahetseng tse phahameng.
Ka tlhaho, ho na le mefuta e fapaneng ea lihlopha, empa Au20, ke hore, sehlopha sa liathomo tsa khauta tse 20, e se e le eona e tsebahalang haholo bakeng sa ho ithutoa. Ho tuma ha eona ho bakoa ke ho symmetrical haholo tetrahedral* sebopeho le se seholo ka tsela e makatsang HOMO-LUMO (HL) gap (gap)*.
Tetrahedron* ke polyhedron e nang le likhutlo tse nne joalo ka lifahleho. Haeba re nka e 'ngoe ea lifahleho e le motheo, joale tetrahedron e ka bitsoa piramide e tharo.
HOMO-LUMO gap (gap)* - HOMO le LUMO ke mefuta ea limolek'hule orbitals (ts'ebetso ea lipalo e hlalosang boitšoaro ba maqhubu a lielektrone ka molek'hule). HOMO e emela orbital ea molek'hule e tšoaretsoeng ka ho fetesisa (e phahameng ka ho fetesisa ea limolek'hule orbital), 'me LUMO e emela orbital ea molek'hule e sa sebetseng ka ho fetisisa (e tlaase ka ho fetisisa e sa sebetseng ea molek'hule orbital). Lielektrone tsa molek'hule sebakeng sa fatše li tlatsa li-orbitals tsohle ka matla a tlaase ka ho fetisisa. Orbital e nang le matla a phahameng ka ho fetisisa har'a tse tlatsitsoeng e bitsoa HOMO. Ka lehlakoreng le leng, LUMO ke eona e tlase ka ho fetisisa ea matla a orbital. Phapang ea matla lipakeng tsa mefuta ena e 'meli ea orbitals e bitsoa lekhalo la HOMO-LUMO.
Photoelectron spectroscopy ea Au20 e bontšitse hore lekhalo la HOMO-LUMO ke 1.77 eV.
Ho ipapisitsoe le khopolo ea ts'ebetso ea tetrahedral (mokhoa oa ho bala sebopeho sa elektronike sa litsamaiso), mohlala o bontšitse hore phapang e joalo ea matla e ka finyelloa feela ka piramite ea tetrahedral ea Td symmetry (tetrahedral symmetry), e leng geometry e tsitsitseng ka ho fetisisa bakeng sa Sehlopha sa Au20.
Bo-rasaense ba hlokomela hore thuto e fetileng ea Au20 e fane ka liphetho tse sa nepahalang haholo, ka lebaka la ho rarahana ha ts'ebetso ena. Pejana, ho ne ho sebelisoa microscope ea elektronike ea phetisetso, matla a phahameng a marang-rang a ileng a sotha sephetho sa litebello: ho ile ha bonoa phetoho e sa feleng ea Au20 lipakeng tsa meralo e fapaneng. Ho 5% ea litšoantšo tse fumanoeng, sehlopha sa Au20 e ne e le tetrahedral, 'me ho tse ling, geometry ea eona e ne e sa sebetse ka ho feletseng. Ka hona, ho ba teng ha Au20 tetrahedral sebopeho holim'a substrate ea, ho etsa mohlala, carbon amorphous ka thata ho bitsoa XNUMX% proven.
Thutong eo re e nahanang kajeno, bo-ramahlale ba nkile qeto ea ho sebelisa mokhoa o bonolo haholoanyane oa ho ithuta Au20, e leng ho scanning tunnel microscopy (STM) le scanning tunnel spectroscopy (STS). Lintho tse shebiloeng e ne e le lihlopha tsa Au20 lifiliming tsa NaCl tsa ultrathin. STM e entse hore ho khonehe ho netefatsa symmetry ea triangular ea sebopeho sa pyramidal, 'me data ea STS e entse hore ho khonehe ho bala lekhalo la HOMO-LUMO, le neng le lekana le 2.0 eV.
Boitokisetso ba ho ithuta
NaCl layer e holisitsoe holim'a substrate ea Au(111) ho sebelisoa mouoane oa lik'hemik'hale ho 800 K ka kamoreng ea STM tlas'a maemo a phahameng a vacuum.
Li-ion tsa lihlopha tsa Au20 li entsoe ke magnetron sputtering le boholo ba tsona ho sebelisoa quadrupole mass filter. Mohloli oa sputtering o ne o sebetsa ka mokhoa o tsoelang pele 'me o hlahisa karolo e kholo ea lihlopha tse qosoang, tseo hamorao li ileng tsa kena ka har'a quadrupole mass filter. Lihlopha tse khethiloeng li ile tsa behoa holim'a karoloana ea NaCl/Au(111). Bakeng sa density density e tlase, cluster flux e ne e le 30 pA (picoampere) mme nako ea deposition e ne e le metsotso e 9; bakeng sa density e phahameng, 1 nA (nanoampere) le metsotso e 15. Khatello ka kamoreng e ne e le 10-9 mbar.
Liphetho tsa lipatlisiso
Lihlopha tsa anionic Au20 tse khethiloeng ka boima tse nang le ts'ireletso e tlase haholo li ile tsa behoa mocheso oa kamoreng lihlekehlekeng tsa ultrathin NaCl, ho akarelletsa le 2L, 3L, le 4L (likarolo tsa atomic).
Setšoantšo #1
mabapi le 1A ho ka bonoa hore boholo ba NaCl e hōlileng e na le likarolo tse tharo, libaka tse nang le likarolo tse peli le tse 'nè li nka sebaka se senyenyane,' me libaka tsa 5L li batla li le sieo.
Lihlopha tsa Au20 li fumanoe libakeng tsa 2 le 20, empa eseng ho 2L. Sena se hlalosoa ke taba ea hore Au3 e ka feta 4L NaCl, empa tabeng ea 200L le 200L NaCl li bolokiloe holim'a tsona. Ka sekhahla se tlase sa ho roala sebakeng sa 0 x 4 nm, ho tloha ho lihlopha tse 20 ho isa ho tse XNUMX li ile tsa bonoa ntle le matšoao a agglomeration (ho bokella) ea AuXNUMX.
Ka lebaka la khanyetso e phahameng haholo ea 4L NaCl le ho hloka botsitso ha ho hlahlojoa motho ka mong Au20 ho 4L NaCl, bo-ramahlale ba ile ba tsepamisa maikutlo ho ithuteng lihlopha ho 3L NaCl.
Setšoantšo #2
Microscopy ea lihlopha ho 3L NaCl e bontšitse hore bolelele ba tsona ke 0.88 ± 0.12 nm. Palo ena e lumellana hantle le liphetho tsa papiso, tse boletseng esale pele bolelele ba 0.94 ± 0.01 nm (2A). Hape, microscope e bontšitse hore lihlopha tse ling li na le sebopeho sa khutlo-tharo se nang le athomo e le 'ngoe e hlahelletseng holimo, eo ka ts'ebetso e tiisang lipatlisiso tsa khopolo-taba mabapi le sebopeho sa piramide sa sebopeho sa Au20 (2B).
Bo-rasaense ba hlokomela hore ha u bona lintho tse nyane haholo tse nang le mahlakore a mararo, joalo ka lihlopha tsa Au20, ho thata haholo ho qoba liphoso tse itseng. E le hore u fumane litšoantšo tse nepahetseng ka ho fetisisa (ka bobeli ho tloha ponong ea athomo le ea thutatekanyo), ho ne ho hlokahala hore ho sebelisoe nale e hlabang ka ho fetisisa ea Cl-functionalized microscope. Sebopeho sa piramide se ile sa khetholloa ka lihlopha tse peli (1B и 1С), litšoantšo tsa mahlakore a mararo tse bontšitsoeng ho 1D и 1E, ka ho latellana.
Leha sebopeho sa khutlotharo le kabo ea bophahamo e bonts'a hore lihlopha tse kentsoeng li boloka sebopeho sa tsona sa piramide, litšoantšo tsa STM (1B и 1С) ha li bontše meaho e phethahetseng ea tetrahedral. Karolo e kholo ka ho fetisisa setšoantšong 1B hoo e ka bang 78°. 'Me sena ke 30% ho feta 60 ° bakeng sa tetrahedron e loketseng e nang le Td symmetry.
Ho ka ba le mabaka a mabeli a sena. Ntlha ea pele, tsena ke ho se nepahale ha litšoantšo ka boeona, tse bakoang ke ho rarahana ha mokhoa ona le taba ea hore ntlha ea nale ea microscope ha e thata, 'me sena se ka boela sa senya litšoantšo. Lebaka la bobeli le amana le ho khopama ka hare ho Au20 e tšehetsoeng. Ha lihlopha tsa Au20 tse nang le Td symmetry li lutse holim'a lisekoere tsa NaCl lattice, ho se lumellane hoa symmetry ho khopamisa sebopeho se nepahetseng sa Au20 tetrahedral.
E le ho fumana hore na lebaka la ho kheloha ho joalo litšoantšong ke lefe, bo-rasaense ba ile ba hlahlobisisa lintlha tse mabapi le symmetry ea mehaho e meraro e ntlafalitsoeng ea Au20 ho NaCl. Ka lebaka leo, ho ile ha fumanoa hore lihlopha li sothehile hanyenyane feela ho tloha mohahong o motle oa tetrahedral o nang le Td symmetry, ka ho kheloha ho hoholo ha boemo ba liathomo tse lekanang le 0.45. Ka lebaka leo, ho khopama litšoantšong ke phello ea ho se nepahale ha mokhoa oa ho nka litšoantšo ka boeona, 'me ha ho kheloha leha e le efe ho behoa ha lihlopha holim'a substrate le / kapa tšebelisano pakeng tsa bona.
Ha se feela lintlha tsa topographic e leng matšoao a hlakileng a sebopeho sa pyramidal sa sehlopha sa Au20, empa hape le lekhalo le leholo la HL (hoo e ka bang 1.8 eV) ha le bapisoa le tse ling tsa Au20. li-isomers* ka matla a tlase (ka khopolo e ka tlase ho 0.5 eV).
Isomers* - e ts'oanang ka sebopeho sa athomo le sebopeho sa boima ba limolek'hule tse fapaneng ka sebopeho sa tsona kapa tlhophiso ea liathomo.
Tlhahlobo ea thepa ea elektroniki ea lihlopha tse kentsoeng ka har'a substrate ho sebelisoa scanning tunnel spectroscopy (1F) e entse hore ho khonehe ho fumana phapang ea conductivity spectrum (dI / dV) ea sehlopha sa Au20, se bontšang lekhalo le leholo la sehlopha (Mohlala) le lekanang le 3.1 eV.
Kaha sehlopha se arotsoe ka motlakase ka ho kenya lifilimi tsa NaCl, ho thehoa mokoloko oa lithapo tse peli (DBTJ), e leng se bakang liphello tsa tunnel ea elektronike e le 'ngoe. Ka hona, ho se tsoele pele ho dI / dV spectrum ke phello ea mosebetsi o kopanetsoeng oa quantum HL discontinuity (EHL) le classical Coulomb energy (Ec). Litekanyo tsa li-discontinuities li bonts'itsoe ho tloha ho 2.4 ho isa ho 3.1 eV bakeng sa lihlopha tse supileng (1F). Li-discontinuities tse bonoang li kholo ho feta HL discontinuities (1.8 eV) mokhahlelong oa khase ea Au20.
Ho fapana ha khefu ka lihlopha tse fapaneng ho bakoa ke mokhoa oa ho lekanya ka boeona (boemo ba nale e amanang le sehlopha). Lekhalo le leholo ka ho fetisisa le lekantsoeng ponong ea dI/dV e ne e le 3.1 eV. Tabeng ena, ntlha e ne e le hole le sehlopha, e leng se ileng sa etsa hore matla a pakeng tsa ntlha le sehlopha a be tlase ho feta pakeng tsa sehlopha le Au(111) substrate.
Lipalo tse ling li entsoe bakeng sa ho khaoha ha HL ea lihlopha tsa mahala tsa Au20 le tse fumanehang ho 3L NaCl.
Plot 2C e bonts'a lekhalo le lekantsoeng la mothinyeho oa linaha bakeng sa tetrahedron ea khase ea Au20, eo lekhalo la eona la HL e leng 1.78 eV. Ha sehlopha se fumaneha ho 3L NaCl/Au(111), ho khopama hoa eketseha 'me lekhalo la HL le fokotseha ho tloha ho 1.73 ho ea ho 1.51 eV, e ka bapisoang le lekhalo la HL la 2.0 eV le fumanoang nakong ea litekanyo tsa liteko.
Lithutong tse fetileng, ho ile ha fumaneha hore li-isomers tsa Au20 tse nang le sebopeho sa Cs-symmetric li na le lekhalo la HL le ka bang 0.688 eV, athe meaho e nang le amorphous symmetry e na le lekhalo la HL la 0.93 eV. Ha ho nahanoa ka litlhaloso tsena le liphello tsa litekanyo, bo-rasaense ba fihletse qeto ea hore lekhalo le leholo la sehlopha le ka khoneha feela tlas'a maemo a sebopeho sa piramidi ea tetrahedral.
Mohato o latelang oa thuto e ne e le boithuto ba litšebelisano tsa mofuta oa sehlopha sa lihlopha, moo Au3 e 'ngoe e ileng ea beoa ho 111L NaCl / Au(20) substrate (ho eketseha ha sekhahla).
Setšoantšo #3
Setšoantšong 3A setšoantšo sa STM sa topographic sa lihlopha tse kentsoeng se bontšoa. Hoo e ka bang lihlopha tse 100 li bonoa sebakeng sa scan (100 nm x 30 nm). Boholo ba lihlopha tse sebelisanang ho 3L NaCl li ka feta kapa li lekana le boholo ba tse ithutoang litekong tsa lihlopha tse le 'ngoe. Sena se ka hlalosoa ka ho hasana le agglomeration (pokello) holim'a NaCl mocheso oa kamore.
Ho bokella le ho hōla ha lihlopha ho ka hlalosoa ka mekhoa e 'meli: Maturation ea Ostwald (recondensation) le Smoluchowski maturation (katoloso ea lihlekehleke). Tabeng ea ho hōla ha Ostwald, lihlopha tse kholoanyane li hōla ka litšenyehelo tsa tse nyenyane, ha liathomo tsa ho qetela li arohana le tsona ebe li fetela ho tse ling tsa boahelani. Nakong ea kholo ea Smoluchowski, likaroloana tse kholo li thehoa ka lebaka la ho falla le ho kopana ha lihlopha tse feletseng. Hoa khoneha ho khetholla mofuta o mong oa ho hōla ho tloha ho o mong ka tsela e latelang: nakong ea ho hōla ha Ostwald, kabo ea boholo ba lihlopha e ntse e eketseha 'me e tsoela pele, ha nako ea Smoluchowski e ntse e hōla, boholo bo ajoa ka mokhoa o hlakileng.
Ka lichate 3B и 3С liphello tsa tlhahlobo ea lihlopha tse fetang 300 li bontšoa, i.e. kabo ea boholo. Mefuta e mengata ea bophahamo ba lihlopha e pharalletseng haholo, empa lihlopha tse tharo tse tloaelehileng li ka khetholloa (3С): 0.85, 1.10 le 1.33 nm.
Joalokaha ho bonoa chateng 3B, ho na le kamano pakeng tsa boleng ba bophahamo le bophara ba sehlopha. Mehaho ea lihlopha e hlokometsoeng e bonts'a likarolo tsa kholo ea Smoluchowski.
Ho boetse ho na le kamano lipakeng tsa lihlopha litekong tse nang le deposition e phahameng le e tlase. Ka hona, sehlopha sa lihlopha tse nang le bolelele ba 0.85 nm se lumellana le sehlopha sa motho ka mong se nang le bophahamo ba 0.88 nm litekong tse nang le boima bo tlaase. Ka hona, lihlopha tse tsoang sehlopheng sa pele li ile tsa abeloa boleng ba Au20, ha lihlopha tsa bobeli (1.10 nm) le tsa boraro (1.33 nm) li abetsoe litekanyetso tsa Au40 le Au60, ka ho latellana.
Setšoantšo #4
Setšoantšo 4A re ka bona phapang ea pono lipakeng tsa mekhahlelo e meraro ea lihlopha tseo dI/dV spectra e bonts'itsoeng ho graph 4B.
Ha lihlopha tsa Au20 li ntse li hokahana ho ba lekhalo le leholoanyane la matla, dI/dV ea fokotseha sebonong. Ka hona, li-indices tse latelang tsa ho khaotsa li ile tsa fumanoa bakeng sa sehlopha ka seng: Au20—3.0 eV, Au40—2.0 eV, le Au60—1.2 eV. Ha re nahana ka lintlha tsena, hammoho le litšoantšo tsa topographic tsa lihlopha tse ithutoang, ho ka phehoa khang ea hore geometry ea cluster agglomerate e haufi le spherical kapa hemispherical.
Ho hakanya palo ea liathomo ka har'a lihlopha tse chitja le tsa hemispherical, motho a ka sebelisa Ns = [(h/2)/r]3 le Nh = 1/2 (h/r)3, moo h и r emela bophahamo ba sehlopha le radius ea athomo e le 'ngoe ea Au. Ha re nahana ka radius ea Wigner-Seitz bakeng sa athomo ea khauta (r = 0.159 nm), re ka bala palo ea bona bakeng sa tekanyo ea spherical: sehlopha sa bobeli (Au40) ke liathomo tse 41, sehlopha sa boraro (Au60) ke liathomo tse 68. Khakanyong ea hemispherical, palo e hakantsoeng ea liathomo 166 le 273 e kholo haholo ho feta ho Au40 le Au60 ka tekanyo ea spherical. Ka hona, ho ka fihleloa qeto ea hore geometry ea Au40 le Au60 e chitja ho fapana le hemispherical.
Bakeng sa tlhaiso-leseling e batsi mabapi le li-nuances tsa thuto, ke khothaletsa ho sheba и ho eena.
Epilogue
Thutong ena, bo-ramahlale ba ile ba kopanya li-scanning spectroscopy le microscopy, e leng se ileng sa ba lumella ho fumana lintlha tse nepahetseng haholoanyane mabapi le geometry ea lihlopha tsa khauta tsa athomo. Ho ile ha fumanoa hore sehlopha sa Au20 se kentsoeng karolong e ka tlaase ea 3L NaCl/Au(111) e boloka sebopeho sa eona sa piramite ea khase e nang le HL e kholo. Hape ho ile ha fumanoa hore mokhoa o ka sehloohong oa ho hōla le ho kopana ha lihlopha ka lihlopha ke ho hōla ha Smoluchowski.
Bo-rasaense ba bitsa e 'ngoe ea likatleho tse kholo tsa mosebetsi oa bona eseng haholo liphetho tsa lipatlisiso ka lihlopha tsa athomo joalo ka mokhoa oa ho etsa lithuto tsena. Pejana, ho ne ho sebelisoa microscope ea elektronike ea phetisetso, eo, ka lebaka la thepa ea eona, e ileng ea sotha sephetho sa litebello. Leha ho le joalo, mokhoa o mocha o hlalositsoeng mosebetsing ona o etsa hore ho khonehe ho fumana lintlha tse nepahetseng.
Har'a tse ling, thuto ea lihlopha tsa lihlopha e etsa hore ho khonehe ho utloisisa thepa ea bona ea catalytic le optical, e leng ea bohlokoa haholo bakeng sa ts'ebeliso ea bona ho li-cluster catalysts le lisebelisoa tsa optical. Lihlopha li se li ntse li sebelisoa liseleng tsa mafura le khabone. Leha ho le joalo, ho ea ka bo-rasaense ka bobona, sena hase moeli.
Ke leboha tlhokomelo ea hau, lula u labalabela ho tseba 'me u be le beke e ntle banna bohle. 🙂
Lipapatso tse ling 🙂
Kea leboha ka ho lula le rona. Na u rata lingoliloeng tsa rona? U batla ho bona litaba tse ling tse khahlisang? Re tšehetse ka ho etsa odara kapa ho khothaletsa metsoalle, , analogue e ikhethang ea li-server tsa boemo ba ho kena, e iqapetsoeng ke rona bakeng sa hau: (e fumaneha ka RAID1 le RAID10, ho fihla ho li-cores tse 24 le ho fihla ho 40GB DDR4).
Dell R730xd makhetlo a 2 a theko e tlase sebakeng sa data sa Equinix Tier IV se Amsterdam? Ke mona feela naheng ea Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - ho tloha $99! Bala ka
Source: www.habr.com