ஒரு கோளத்திற்கு பதிலாக ஒரு பிரமிடு: தங்க அணுக்களின் தரமற்ற கொத்து

நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகம் பல்வேறு அறிவியல்களின் பல நிகழ்வுகள் மற்றும் செயல்முறைகளின் கூட்டு விளைவாகும், மிக முக்கியமான ஒன்றைத் தனிமைப்படுத்துவது கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது. ஓரளவு போட்டி இருந்தாலும், சில அறிவியலின் பல அம்சங்கள் ஒரே மாதிரியான அம்சங்களைக் கொண்டுள்ளன. வடிவவியலை உதாரணமாக எடுத்துக் கொள்வோம்: நாம் பார்க்கும் எல்லாவற்றுக்கும் ஒரு குறிப்பிட்ட வடிவம் உள்ளது, அதில் இயற்கையில் மிகவும் பொதுவான ஒன்று ஒரு வட்டம், ஒரு வட்டம், ஒரு கோளம், ஒரு பந்து (முகத்தில் ஒரு போக்கு). கோளமாக இருக்க வேண்டும் என்ற ஆசை கோள்கள் மற்றும் அணுக் கூட்டங்கள் இரண்டிலும் வெளிப்படுகிறது. ஆனால் விதிகளுக்கு எப்போதும் விதிவிலக்கு உள்ளது. லியூவன் பல்கலைக்கழகத்தின் (பெல்ஜியம்) விஞ்ஞானிகள் தங்க அணுக்கள் கோள வடிவில் இல்லை, ஆனால் பிரமிடு கொத்துக்களை உருவாக்குகின்றன என்பதைக் கண்டறிந்தனர். தங்க அணுக்களின் இந்த அசாதாரண நடத்தைக்கு என்ன காரணம், விலைமதிப்பற்ற பிரமிடுகள் என்ன பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இந்த கண்டுபிடிப்பை நடைமுறையில் எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம்? விஞ்ஞானிகளின் அறிக்கையிலிருந்து இதைப் பற்றி அறிந்து கொள்கிறோம். போ.

ஆராய்ச்சி அடிப்படை

தங்க அணுக்களின் அசாதாரண கொத்துகளின் இருப்பு சில காலமாக அறியப்படுகிறது. இந்த கட்டமைப்புகள் அசாதாரண இரசாயன மற்றும் மின்னணு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அதனால்தான் அவற்றில் ஆர்வம் பல ஆண்டுகளாக அதிகரித்துள்ளது. பெரும்பாலான ஆய்வுகள் பரிமாண சார்புகளின் ஆய்வில் கவனம் செலுத்துகின்றன, ஆனால் அத்தகைய ஆய்வுக்கு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தொகுப்பு மற்றும் உயர் துல்லிய அளவீடுகள் தேவைப்படுகின்றன.

இயற்கையாகவே, பல்வேறு வகையான கொத்துகள் உள்ளன, ஆனால் ஆய்வுக்கு மிகவும் பிரபலமானது Au20, அதாவது 20 தங்க அணுக்களின் கொத்து ஆகும். அதன் புகழ் அதன் உயர் சமச்சீர் காரணமாக உள்ளது டெட்ராஹெட்ரல்* அமைப்பு மற்றும் வியக்கத்தக்க பெரிய HOMO-LUMO (HL) இடைவெளி (இடைவெளி)*.

டெட்ராஹெட்ரான்* - நான்கு முக்கோணங்களை முகங்களாகக் கொண்ட பாலிஹெட்ரான். முகங்களில் ஒன்றை அடித்தளமாகக் கருதினால், டெட்ராஹெட்ரானை முக்கோண பிரமிடு என்று அழைக்கலாம்.

HOMO-LUMO இடைவெளி (இடைவெளி)* — HOMO மற்றும் LUMO என்பது மூலக்கூறு சுற்றுப்பாதைகளின் வகைகள் (ஒரு மூலக்கூறில் எலக்ட்ரான்களின் அலை நடத்தையை விவரிக்கும் ஒரு கணித செயல்பாடு). HOMO என்பது அதிக ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட மூலக்கூறு சுற்றுப்பாதையைக் குறிக்கிறது, மேலும் LUMO என்பது குறைந்த ஆக்கிரமிக்கப்படாத மூலக்கூறு சுற்றுப்பாதையைக் குறிக்கிறது. தரை நிலையில் உள்ள ஒரு மூலக்கூறின் எலக்ட்ரான்கள் அனைத்து சுற்றுப்பாதைகளையும் மிகக் குறைந்த ஆற்றல்களால் நிரப்புகின்றன. நிரப்பப்பட்டவற்றில் அதிக ஆற்றல் கொண்ட சுற்றுப்பாதை HOMO என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதையொட்டி, LUMO குறைந்த ஆற்றல் சுற்றுப்பாதை ஆகும். இந்த இரண்டு வகையான சுற்றுப்பாதைகளுக்கு இடையிலான ஆற்றல் வேறுபாடு HOMO-LUMO இடைவெளி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

Au20 இன் ஃபோட்டோ எலக்ட்ரான் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி HOMO-LUMO இடைவெளி 1.77 eV என்று காட்டியது.

அடர்த்தி செயல்பாட்டுக் கோட்பாட்டின் (அமைப்புகளின் மின்னணு கட்டமைப்பைக் கணக்கிடுவதற்கான ஒரு முறை) அடிப்படையில் மேற்கொள்ளப்பட்ட உருவகப்படுத்துதல்கள், Td சமச்சீர் (tetrahedral symmetry) இன் டெட்ராஹெட்ரல் பிரமிடு மூலம் பிரத்தியேகமாக இத்தகைய ஆற்றல் வேறுபாட்டை அடைய முடியும் என்பதைக் காட்டுகிறது, இது மிகவும் நிலையான வடிவவியலாகும். Au20 கிளஸ்டர்.

Au20 பற்றிய முந்தைய ஆராய்ச்சி செயல்முறையின் சிக்கலான தன்மை காரணமாக மிகவும் தவறான முடிவுகளை அளித்ததாக விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிடுகின்றனர். முன்னதாக, டிரான்ஸ்மிஷன் ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி பயன்படுத்தப்பட்டது, பீமின் உயர் ஆற்றல் அவதானிப்பு முடிவுகளை சிதைத்தது: வெவ்வேறு கட்டமைப்பு உள்ளமைவுகளுக்கு இடையில் Au20 இன் நிலையான ஏற்ற இறக்கம் காணப்பட்டது. பெறப்பட்ட 5% படங்களில், Au20 க்ளஸ்டர் டெட்ராஹெட்ரல் மற்றும் மீதமுள்ளவற்றில் அதன் வடிவியல் முற்றிலும் சீர்குலைந்தது. எனவே, உருவமற்ற கார்பனால் செய்யப்பட்ட அடி மூலக்கூறில் டெட்ராஹெட்ரல் Au20 அமைப்பு இருப்பது XNUMX% நிரூபிக்கப்படவில்லை.

இன்று நாம் மதிப்பாய்வு செய்யும் ஆய்வில், விஞ்ஞானிகள் Au20 ஐப் படிக்க மிகவும் மென்மையான முறையைப் பயன்படுத்த முடிவு செய்தனர், அதாவது ஸ்கேனிங் டன்னலிங் மைக்ரோஸ்கோபி (STM) மற்றும் ஸ்கேனிங் டன்னலிங் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (STS). அல்ட்ராதின் NaCl ஃபிலிம்களில் Au20 க்ளஸ்டர்கள் அவதானிக்கப்பட வேண்டியவை. STM ஆனது பிரமிடு கட்டமைப்பின் முக்கோண சமச்சீர்மையை உறுதிப்படுத்த எங்களுக்கு அனுமதித்தது, மேலும் STS தரவு HOMO-LUMO இடைவெளியைக் கணக்கிடுவதை சாத்தியமாக்கியது, இது 2.0 eV ஆக இருந்தது.

ஆய்வுக்கான தயாரிப்பு

NaCl அடுக்கு Au(111) அடி மூலக்கூறில் 800 K இல் ரசாயன நீராவி படிவுகளைப் பயன்படுத்தி ஒரு STM அறையில் அல்ட்ராஹை வெற்றிட நிலைமைகளின் கீழ் வளர்க்கப்பட்டது.

Au20 க்ளஸ்டர் அயனிகள் ஒரு மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் அமைப்பு மற்றும் ஒரு குவாட்ரூபோல் வெகுஜன வடிகட்டியைப் பயன்படுத்தி தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அளவு மூலம் உற்பத்தி செய்யப்பட்டன. ஸ்பட்டரிங் மூலமானது தொடர்ச்சியான பயன்முறையில் இயங்கி, பெரிய அளவிலான சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கிளஸ்டர்களை உருவாக்கியது, அது பின்னர் நான்குமுனை மாஸ் ஃபில்டரில் நுழைந்தது. தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கிளஸ்டர்கள் NaCl/Au(111) அடி மூலக்கூறில் டெபாசிட் செய்யப்பட்டன. குறைந்த அடர்த்தி படிவுகளுக்கு, கிளஸ்டர் ஃப்ளக்ஸ் 30 pA (picoamps) மற்றும் படிவு நேரம் 9 நிமிடங்கள்; அதிக அடர்த்தி படிவு, இது 1 nA (nanoamps) மற்றும் 15 நிமிடங்கள். அறையில் அழுத்தம் 10-9 mbar இருந்தது.

ஆராய்ச்சி முடிவுகள்

20L, 2L மற்றும் 3L (அணு அடுக்குகள்) உட்பட அல்ட்ராதின் NaCl தீவுகளில் அறை வெப்பநிலையில் மிகக் குறைந்த கவரேஜ் அடர்த்தி கொண்ட வெகுஜன-தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அயோனிக் Au4 கிளஸ்டர்கள் டெபாசிட் செய்யப்பட்டன.

படம் #1

மீது 1A வளர்ந்த NaCl இல் பெரும்பாலானவை மூன்று அடுக்குகளைக் கொண்டிருப்பதைக் காணலாம், இரண்டு மற்றும் நான்கு அடுக்குகளைக் கொண்ட பகுதிகள் ஒரு சிறிய பகுதியை ஆக்கிரமித்துள்ளன, மேலும் 5L பகுதிகள் நடைமுறையில் இல்லை.

Au20 க்ளஸ்டர்கள் மூன்று மற்றும் நான்கு அடுக்கு பகுதிகளில் காணப்பட்டன, ஆனால் 2L இல் இல்லை. Au20 ஆனது 2L NaCl வழியாக செல்ல முடியும் என்பதன் மூலம் இது விளக்கப்படுகிறது, ஆனால் 3L மற்றும் 4L NaCl இல், அது அவற்றின் மேற்பரப்பில் தக்கவைக்கப்படுகிறது. 200 x 200 nm பகுதியில் குறைந்த பூச்சு அடர்த்தியில், 0 முதல் 4 வரையிலான கொத்துகள் Au20 திரட்சியின் (திரட்சி) எந்த அறிகுறியும் இல்லாமல் காணப்பட்டன.

4L NaCl இன் எதிர்ப்பானது மிக அதிகமாக இருந்ததாலும், 20L NaCl இல் ஒற்றை Au4 ஐ ஸ்கேன் செய்யும் போது உறுதியற்ற தன்மையாலும், விஞ்ஞானிகள் 3L NaCl இல் உள்ள கொத்துக்களைப் படிப்பதில் கவனம் செலுத்தினர்.

படம் #2

3L NaCl இல் உள்ள கிளஸ்டர்களின் நுண்ணோக்கி அவற்றின் உயரம் 0.88 ± 0.12 nm என்பதைக் காட்டுகிறது. இந்த எண்ணிக்கை 0.94 ± 0.01 nm உயரத்தை முன்னறிவித்த மாடலிங் முடிவுகளுடன் சிறந்த உடன்பாட்டில் உள்ளது.2A) நுண்ணோக்கி சில கொத்துகள் முக்கோண வடிவத்தைக் கொண்டிருப்பதைக் காட்டியது, இது மேலே ஒரு நீண்டுகொண்டிருக்கும் அணுவுடன் உள்ளது, இது நடைமுறையில் Au20 கட்டமைப்பின் பிரமிடு வடிவம் பற்றிய தத்துவார்த்த ஆராய்ச்சியை உறுதிப்படுத்துகிறது (2B).

Au20 க்ளஸ்டர்கள் போன்ற மிகச் சிறிய முப்பரிமாணப் பொருட்களைக் காட்சிப்படுத்தும்போது, ​​சில தவறுகளைத் தவிர்ப்பது மிகவும் கடினம் என்று விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிடுகின்றனர். மிகத் துல்லியமான படங்களைப் பெறுவதற்கு (அணு மற்றும் வடிவியல் பார்வையில் இருந்து), ஒரு சிறந்த அணுக் கூர்மையான Cl-செயல்படுத்தப்பட்ட நுண்ணோக்கி முனையைப் பயன்படுத்துவது அவசியம். ஒரு பிரமிடு வடிவம் இரண்டு கொத்துக்களில் அடையாளம் காணப்பட்டது (1V и 1S), முப்பரிமாண படங்கள் இதில் காட்டப்பட்டுள்ளன 1D и 1 இ, முறையே.

முக்கோண வடிவம் மற்றும் உயரம் விநியோகம் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட கொத்துகள் ஒரு பிரமிடு வடிவத்தை பராமரிக்கின்றன என்பதைக் காட்டினாலும், STM படங்கள் (1V и 1S) சரியான டெட்ராஹெட்ரல் கட்டமைப்புகளைக் காட்ட வேண்டாம். புகைப்படத்தில் மிகப்பெரிய கோணம் 1V சுமார் 78° ஆகும். மேலும் இது Td சமச்சீர் கொண்ட சிறந்த டெட்ராஹெட்ரானுக்கு 30°க்கு 60% அதிகம்.

இதற்கு இரண்டு காரணங்கள் இருக்கலாம். முதலாவதாக, இமேஜிங்கிலேயே பிழைகள் உள்ளன, இந்த செயல்முறையின் சிக்கலான தன்மை மற்றும் நுண்ணோக்கி ஊசியின் முனை கடினமானதாக இல்லை, மேலும் இது படங்களை சிதைக்கக்கூடும். இரண்டாவது காரணம் ஆதரிக்கப்படும் Au20 இன் உள் சிதைவின் காரணமாகும். Td சமச்சீர் கொண்ட Au20 க்ளஸ்டர்கள் ஒரு சதுர NaCl லேட்டிஸில் இறங்கும் போது, ​​சமச்சீர் பொருத்தமின்மை Au20 இன் சிறந்த டெட்ராஹெட்ரல் கட்டமைப்பை சிதைக்கிறது.

புகைப்படங்களில் இத்தகைய விலகல்களுக்கான காரணத்தைக் கண்டறிய, விஞ்ஞானிகள் NaCl இல் மூன்று உகந்த Au20 கட்டமைப்புகளின் சமச்சீர் தரவுகளை பகுப்பாய்வு செய்தனர். இதன் விளைவாக, 0.45 அணு நிலைகளில் அதிகபட்ச விலகலுடன் Td சமச்சீர் கொண்ட சிறந்த டெட்ராஹெட்ரல் கட்டமைப்பிலிருந்து கொத்துகள் சற்று சிதைந்துள்ளன. எனவே, படங்களில் உள்ள சிதைவுகள், இமேஜிங் செயல்பாட்டில் உள்ள தவறுகளின் விளைவாகும், மேலும் அடி மூலக்கூறு மற்றும்/அல்லது அவற்றுக்கிடையேயான தொடர்புகளில் கொத்துகளின் படிவுகளில் எந்த விலகலும் இல்லை.

நிலப்பரப்பு தரவுகள் Au20 கிளஸ்டரின் பிரமிடு கட்டமைப்பின் தெளிவான அறிகுறிகளாகும் ஐசோமர்கள்* குறைந்த ஆற்றலுடன் (கோட்பாட்டில் 0.5 eV க்குக் கீழே).

ஐசோமர்கள்* - அணு கலவை மற்றும் மூலக்கூறு எடையில் ஒரே மாதிரியான கட்டமைப்புகள், அவை அவற்றின் அமைப்பு அல்லது அணுக்களின் ஏற்பாட்டில் வேறுபடுகின்றன.

ஸ்கேனிங் டன்னலிங் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியைப் பயன்படுத்தி அடி மூலக்கூறில் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட கொத்துக்களின் மின்னணு பண்புகளின் பகுப்பாய்வு (1F) Au20 கிளஸ்டரின் வேறுபட்ட கடத்துத்திறன் ஸ்பெக்ட்ரம் (dI/dV) ஐப் பெறுவதை சாத்தியமாக்கியது, இது 3.1 eV க்கு சமமான பெரிய பேண்ட் இடைவெளியைக் (எ.கா.) காட்டுகிறது.

NaCl ஃபிலிம்களை இன்சுலேட் செய்வதன் மூலம் கொத்து மின்சாரம் பிரிக்கப்படுவதால், இரட்டை-தடை சுரங்கப்பாதை சந்திப்பு (DBTJ) உருவாகிறது, இது ஒற்றை-எலக்ட்ரான் சுரங்கப்பாதை விளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது. எனவே, dI/dV ஸ்பெக்ட்ரமில் உள்ள இடைநிறுத்தம் என்பது குவாண்டம் HL இடைநிறுத்தம் (EHL) மற்றும் கிளாசிக்கல் கூலம்ப் ஆற்றல் (Ec) ஆகியவற்றின் கூட்டு வேலையின் விளைவாகும். ஸ்பெக்ட்ரமில் உள்ள இடைவெளிகளின் அளவீடுகள் ஏழு கிளஸ்டர்களுக்கு 2.4 முதல் 3.1 eV வரை காட்டப்பட்டுள்ளது (1F) கவனிக்கப்பட்ட இடைநிறுத்தங்கள் Au1.8 வாயு கட்டத்தில் HL இடைநிறுத்தங்களை (20 eV) விட பெரியவை.

வெவ்வேறு கிளஸ்டர்களில் உள்ள இடைவெளிகளின் மாறுபாடு அளவீட்டு செயல்முறையின் காரணமாகும் (கிளஸ்டருடன் தொடர்புடைய ஊசியின் நிலை). dI/dV ஸ்பெக்ட்ராவில் அளவிடப்பட்ட மிகப்பெரிய இடைவெளி 3.1 eV ஆகும். இந்த வழக்கில், முனை கொத்து மற்றும் Au (111) அடி மூலக்கூறுக்கு இடையே உள்ள மின் கொள்ளளவை விட நுனிக்கும் கொத்துக்கும் இடையே உள்ள மின் கொள்ளளவைக் குறைத்தது.

அடுத்து, இலவச Au20 கிளஸ்டர்கள் மற்றும் 3L NaCl இல் உள்ள HL சிதைவுகளின் கணக்கீடுகளை நாங்கள் மேற்கொண்டோம்.

வரைபடம் 2C ஆனது வாயு-நிலை Au20 டெட்ராஹெட்ரானுக்கான மாநில வளைவின் உருவகப்படுத்தப்பட்ட அடர்த்தியைக் காட்டுகிறது, அதன் HL இடைவெளி 1.78 eV ஆகும். 3L NaCl/Au(111) இல் கிளஸ்டர் அமைந்திருக்கும் போது, ​​சிதைவுகள் அதிகரிக்கும் மற்றும் HL இடைவெளி 1.73 இலிருந்து 1.51 eV ஆக குறைகிறது, இது சோதனை அளவீடுகளின் போது பெறப்பட்ட 2.0 eV இன் HL இடைவெளியுடன் ஒப்பிடத்தக்கது.

முந்தைய ஆய்வுகளில், Cs-சமச்சீர் அமைப்பைக் கொண்ட Au20 ஐசோமர்கள் HL இடைவெளியை சுமார் 0.688 eV மற்றும் வடிவமற்ற சமச்சீர் கொண்ட கட்டமைப்புகள் - 0.93 eV என்று கண்டறியப்பட்டது. இந்த அவதானிப்புகள் மற்றும் அளவீடுகளின் முடிவுகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு, விஞ்ஞானிகள் ஒரு டெட்ராஹெட்ரல் பிரமிடு கட்டமைப்பின் நிலைமைகளின் கீழ் மட்டுமே ஒரு பெரிய பேண்ட் இடைவெளி சாத்தியமாகும் என்ற முடிவுக்கு வந்தனர்.

ஆராய்ச்சியின் அடுத்த கட்டம் கிளஸ்டர்-கிளஸ்டர் இடைவினைகள் பற்றிய ஆய்வு ஆகும், இதற்காக 3L NaCl/Au(111) அடி மூலக்கூறில் அதிக Au20 (அடர்த்தி அதிகரித்தது) டெபாசிட் செய்யப்பட்டது.

படம் #3

படத்தின் மீது 3A டெபாசிட் செய்யப்பட்ட கிளஸ்டர்களின் நிலப்பரப்பு STM படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. ஸ்கேனிங் பகுதியில் சுமார் 100 கிளஸ்டர்கள் காணப்படுகின்றன (100 nm x 30 nm). 3L NaCl இல் உள்ள ஊடாடும் க்ளஸ்டர்களின் அளவுகள், ஒற்றைக் கிளஸ்டர்களுடன் சோதனையில் ஆய்வு செய்யப்பட்டவற்றின் அளவை விட அதிகமாகவோ அல்லது சமமாகவோ இருக்கும். அறை வெப்பநிலையில் NaCl இன் மேற்பரப்பில் பரவல் மற்றும் ஒருங்கிணைத்தல் (கிளம்பிங்) மூலம் இதை விளக்கலாம்.

கொத்துகளின் குவிப்பு மற்றும் வளர்ச்சியை இரண்டு வழிமுறைகள் மூலம் விளக்கலாம்: ஆஸ்ட்வால்ட் பழுக்க வைப்பது (மறுசீரமைப்பு) மற்றும் ஸ்மோலுச்சோவ்ஸ்கி பழுக்க வைப்பது (தீவுகளின் விரிவாக்கம்). ஆஸ்ட்வால்ட் பழுக்க வைக்கும் விஷயத்தில், பெரிய கொத்துகள் சிறியவற்றின் இழப்பில் வளரும், பிந்தையவற்றின் அணுக்கள் அவற்றிலிருந்து பிரிக்கப்பட்டு அண்டையில் பரவுகின்றன. ஸ்மோலுச்சோவ்ஸ்கி பழுக்க வைக்கும் போது, ​​பெரிய துகள்கள் இடம்பெயர்வு மற்றும் முழு கொத்துக்களின் ஒருங்கிணைப்பின் விளைவாக உருவாகின்றன. ஒரு வகை பழுக்க வைப்பதை பின்வருமாறு வேறுபடுத்தலாம்: ஆஸ்ட்வால்ட் பழுக்க வைப்பதன் மூலம், கொத்து அளவுகளின் விநியோகம் விரிவடைகிறது மற்றும் தொடர்கிறது, மேலும் ஸ்மோலுச்சோவ்ஸ்கி பழுக்க வைக்கும் போது, ​​அளவு தனித்தனியாக விநியோகிக்கப்படுகிறது.

விளக்கப்படங்களில் 3V и 3S 300 க்கும் மேற்பட்ட கிளஸ்டர்களின் பகுப்பாய்வின் முடிவுகள் காட்டப்பட்டுள்ளன, அதாவது. அளவு விநியோகம். கவனிக்கப்பட்ட கிளஸ்டர் உயரங்களின் வரம்பு மிகவும் விரிவானது, ஆனால் மிகவும் பொதுவானவற்றின் மூன்று குழுக்களை வேறுபடுத்தி அறியலாம் (3S): 0.85, 1.10 மற்றும் 1.33 nm.

வரைபடத்தில் காணலாம் 3V, கிளஸ்டரின் உயரம் மற்றும் அகலத்தின் மதிப்புக்கு இடையே ஒரு தொடர்பு உள்ளது. கவனிக்கப்பட்ட கிளஸ்டர் கட்டமைப்புகள் ஸ்மோலுச்சோவ்ஸ்கி முதிர்ச்சியின் அம்சங்களைக் காட்டுகின்றன.

அதிக மற்றும் குறைந்த படிவு அடர்த்தி சோதனைகளில் கொத்துகளுக்கு இடையே ஒரு தொடர்பு உள்ளது. எனவே, 0.85 nm உயரம் கொண்ட கொத்துகளின் குழுவானது குறைந்த அடர்த்தி கொண்ட சோதனைகளில் 0.88 nm உயரம் கொண்ட ஒரு தனிப்பட்ட கிளஸ்டருடன் ஒத்துப்போகிறது. எனவே, முதல் குழுவின் கொத்துகளுக்கு Au20 மதிப்பு ஒதுக்கப்பட்டது, மேலும் இரண்டாவது (1.10 nm) மற்றும் மூன்றாவது (1.33 nm) கொத்துகளுக்கு முறையே Au40 மற்றும் Au60 மதிப்புகள் ஒதுக்கப்பட்டன.

படம் #4

படத்தில் 4A மூன்று வகை க்ளஸ்டர்களுக்கு இடையே உள்ள காட்சி வேறுபாடுகளை நாம் காணலாம், வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள dI/dV நிறமாலை 4V.

Au20 க்ளஸ்டர்கள் ஸ்பெக்ட்ரமில் ஒரு பெரிய ஆற்றல் இடைவெளியில் ஒன்றிணைவதால், dI/dV குறைகிறது. இவ்வாறு, ஒவ்வொரு குழுவிற்கும் பின்வரும் இடைநிறுத்த மதிப்புகள் பெறப்பட்டன: Au20—3.0 eV, Au40—2.0 eV, மற்றும் Au60—1.2 eV. இந்தத் தரவுகளையும், ஆய்வு செய்யப்பட்ட குழுக்களின் நிலப்பரப்பு படங்களையும் கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால், கொத்து திரட்டுகளின் வடிவியல் கோள அல்லது அரைக்கோளத்திற்கு நெருக்கமாக உள்ளது என்று வாதிடலாம்.

கோள மற்றும் அரைக்கோளக் கொத்துகளில் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கையைக் கணக்கிட, நீங்கள் Ns = [(h/2)/r]3 மற்றும் Nh = 1/2 (h/r)3 ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தலாம். h и r ஒரு Au அணுவின் கொத்து உயரம் மற்றும் ஆரம் ஆகியவற்றைக் குறிக்கும். தங்க அணுவின் (r = 0.159 nm) Wigner-Seitz ஆரம் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதன் மூலம், அவற்றின் எண்ணிக்கையை கோள தோராயமாக கணக்கிடலாம்: இரண்டாவது குழு (Au40) - 41 அணுக்கள், மூன்றாவது குழு (Au60) - 68 அணுக்கள். அரைக்கோள தோராயத்தில், 166 மற்றும் 273 அணுக்களின் மதிப்பிடப்பட்ட எண்ணிக்கை, கோள தோராயத்தில் Au40 மற்றும் Au60 ஐ விட கணிசமாக அதிகமாக உள்ளது. எனவே, Au40 மற்றும் Au60 ஆகியவற்றின் வடிவவியல் அரைக்கோளத்தை விட கோளமானது என்று முடிவு செய்யலாம்.

ஆய்வின் நுணுக்கங்களைப் பற்றி இன்னும் விரிவாகப் பார்க்க, அதைப் பார்க்க பரிந்துரைக்கிறேன் விஞ்ஞானிகள் தெரிவிக்கின்றனர் и கூடுதல் பொருட்கள் அவனுக்கு.

முடிவுரை

இந்த ஆய்வில், விஞ்ஞானிகள் ஸ்கேனிங் டன்னலிங் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி மற்றும் மைக்ரோஸ்கோபி ஆகியவற்றை இணைத்தனர், இது தங்க அணுக்களின் கொத்துகளின் வடிவவியலைப் பற்றிய மிகவும் துல்லியமான தரவைப் பெற அனுமதித்தது. 20L NaCl/Au(3) அடி மூலக்கூறில் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட Au111 க்ளஸ்டர் அதன் வாயு-கட்ட பிரமிடு கட்டமைப்பை ஒரு பெரிய HL இடைவெளியுடன் தக்க வைத்துக் கொண்டது கண்டறியப்பட்டது. ஸ்மோலுச்சோவ்ஸ்கி முதிர்ச்சியடைவதே கொத்துக்களின் வளர்ச்சி மற்றும் இணைப்பின் முக்கிய வழிமுறை என்பதும் கண்டறியப்பட்டது.

விஞ்ஞானிகள் தங்கள் பணியின் முக்கிய சாதனைகளில் ஒன்றை அணுக் கொத்துகள் பற்றிய ஆராய்ச்சியின் முடிவுகள் அல்ல, மாறாக இந்த ஆராய்ச்சியை நடத்தும் முறை என்று அழைக்கிறார்கள். முன்னதாக, டிரான்ஸ்மிஷன் ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி பயன்படுத்தப்பட்டது, அதன் பண்புகள் காரணமாக, அவதானிப்புகளின் முடிவுகளை சிதைத்தது. இருப்பினும், இந்த வேலையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள புதிய முறை துல்லியமான தரவைப் பெற அனுமதிக்கிறது.

மற்றவற்றுடன், கிளஸ்டர் கட்டமைப்புகளைப் படிப்பது அவற்றின் வினையூக்கி மற்றும் ஒளியியல் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்ள அனுமதிக்கிறது, இது கிளஸ்டர் வினையூக்கிகள் மற்றும் ஆப்டிகல் சாதனங்களில் அவற்றின் பயன்பாட்டிற்கு மிகவும் முக்கியமானது. தற்போது, ​​கிளஸ்டர்கள் ஏற்கனவே எரிபொருள் செல்கள் மற்றும் கார்பன் பிடிப்பு ஆகியவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், விஞ்ஞானிகளின் கூற்றுப்படி, இது வரம்பு அல்ல.

படித்ததற்கு நன்றி, ஆர்வமாக இருங்கள் மற்றும் ஒரு சிறந்த வாரம் நண்பர்களே. 🙂

சில விளம்பரங்கள் 🙂

எங்களுடன் தங்கியதற்கு நன்றி. எங்கள் கட்டுரைகளை விரும்புகிறீர்களா? மேலும் சுவாரஸ்யமான உள்ளடக்கத்தைப் பார்க்க வேண்டுமா? ஒரு ஆர்டரை வைப்பதன் மூலம் அல்லது நண்பர்களுக்கு பரிந்துரை செய்வதன் மூலம் எங்களை ஆதரிக்கவும், $4.99 இலிருந்து டெவலப்பர்களுக்கான கிளவுட் VPS, நுழைவு-நிலை சேவையகங்களின் தனித்துவமான அனலாக், இது உங்களுக்காக எங்களால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது: VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 கோர்கள்) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps பற்றிய முழு உண்மை $19 அல்லது எப்படி ஒரு சர்வரைப் பகிர்வது? (RAID1 மற்றும் RAID10 உடன் கிடைக்கும், 24 கோர்கள் வரை மற்றும் 40GB DDR4 வரை).

ஆம்ஸ்டர்டாமில் உள்ள Equinix Tier IV தரவு மையத்தில் Dell R730xd 2 மடங்கு மலிவானதா? இங்கே மட்டும் 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV $199 இலிருந்து நெதர்லாந்தில்! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99 முதல்! பற்றி படிக்கவும் உள்கட்டமைப்பு நிறுவனத்தை எவ்வாறு உருவாக்குவது. ஒரு பைசாவிற்கு 730 யூரோக்கள் மதிப்புள்ள Dell R5xd E2650-4 v9000 சேவையகங்களைப் பயன்படுத்தும் வகுப்பு?

ஆதாரம்: www.habr.com