Кристаллографическая ориентация наночастиц золота

[servusin]

Уважаемые коллеги, кто разбирается в РДА - помогите, пожалуйста. Есть система - наноразмерные частцы золота диаметром от 7 до 15 нм. Возможно ли рентгеновской дифракцией определить преимущественную кристаллографическую ориентацию золота?

[ИСН]

Снимите порошкограмму, да сравните с обычным золотом. Если некоторые пики будут задраны вверх по сравнению с соседями, значит можно.

[duke2003]

Если будут новые пики, по сравнению с обычным золотом, то это будет говорить о присутствии новой системы соответствующих кристаллических плоскостей (т.е. у частиц будут определенные новые грани). Чем определяется разная интенсивность пиков (помимо концентрации определеных граней) для меня некая загадка, наверное, не доучил в свое время.

Частицы же (если специально ничего не было сделано) будут ориентированны друг относительно друга случайным образом. Если про это речь.

[ИСН]

Если будут новые пики, по сравнению с обычным золотом, то это будет говорить о присутствии новой системы соответствующих кристаллических плоскостей

Так не бывает.

[Himera]

Чем определяется разная интенсивность пиков (помимо концентрации определеных граней) для меня некая загадка, наверное, не доучил в свое время.

В идеальном, нетекстурированном порошке интенсивность определяется атомными факторами рассеяния (форм-факторами) и особенностями структуры (=расположением атомов). Если Вы об этом спрашиваете...

[duke2003]

Чем определяется разная интенсивность пиков (помимо концентрации определеных граней) для меня некая загадка, наверное, не доучил в свое время.

В идеальном, нетекстурированном порошке интенсивность определяется атомными факторами рассеяния (форм-факторами) и особенностями структуры (=расположением атомов). Если Вы об этом спрашиваете...

Что значит нетекстурированный порошок?
Мне эти форм-факторы и в свое время мало были понятны с физической (даже лучше сказать с "пальцевой" ) точки зрения, а сейчас и подавно (хотя с математической вопросов нет). Хотелось бы понять на пальцах, почему при отражении (+ интерференция, конечно) от поверхности 111 пик получается большой, а при отражении от какой-нибудь поверхности в более высокими индексами аля 200 и т.п. пик получается маленький. Если рассматривать вывод формулы Вульфа-Брега, то от туда никак не получается, что от одних поверхностей сигнал будет больше чем от других. Или я что-то упускаю....? Что-то читал про большую термодинамическую устойчивость 111 по сравнению с остальными поверзностями, но на вопрос это не отвечает, по крайне мере на прямую и для меня.

[duke2003]

Если будут новые пики, по сравнению с обычным золотом, то это будет говорить о присутствии новой системы соответствующих кристаллических плоскостей

Так не бывает.

"...А какие будут Ваши доказательства?"

Я вот не вижу ничего противоестественного в том, что если с исследуемой системе присутствуют определенные поверхности, то XRD покажет соответствующие пики. Если в другой системе (исследуемом образце) будут еще и другие поверхности, то XRD их тоже покажет, если всяких разных проблем не будет. Более того, если снять Х-рей с монокристалла, то там будет (должен быть) лишь один пик.
Есть немало статей где сделают наночастицы несколько иначе чем до этого, в какой-нибуль более-менее экзотической геометрической форме (TEM), а потом Х-рем смотрят пики от новых поверхностей. Или я, что-то неверно понимаю?

[ИСН]

duke2003, так нельзя. Пересмотрите свои взгляды на дифракцию. Совсем. Для начала, отражение происходит не от поверхностей.

[Агдамыч]

Кстати, возможна такая решётка, чтобы существовал лишь один пик? А все пики не кратные "1,1,1" забивались-бы полностью? Tригонал какой-нить?

[duke2003]

duke2003, так нельзя. Пересмотрите свои взгляды на дифракцию. Совсем. Для начала, отражение происходит не от поверхностей.

Можно поподробнее, где конкретно Вы видите проблему?
Понятно, что отражение не от самой поверхности, а от системы плоскостей дающих интерференционный максимум.

[ИСН]

Кстати, возможна такая решётка, чтобы существовал лишь один пик?

Нет. В каждом кристалле есть все плоскости. (duke2003, это же относится и к Вашему вопросу.) Одни могут быть развиты больше, другие меньше, но дифрактограмма из одного пика - это такой же абсурд, как кристалл из одних положительных ионов, например.
Upd. В крайнем случае - графит какой-нибудь - будет серия кратных пиков, типа (002), (004), (006)...

[Агдамыч]

WTF?

Silicon.png

[ИСН]

Ну, почти. Надо читать, что это с ним сделали такое. Впрочем, там наверняка дальше есть пики, хотя бы кратные этому же.
Upd. Пришло в голову: если снять какой-нибудь порошок на нестандартной (очень большой) длине волны, подобранной так, чтобы влез только один первый пик, а все остальные были тупо за пределами 180° - вот это будет тру контрпример на моё утверждение. Но это не отменяет того, что все плоскости есть у всех.

[duke2003]

Про все возможные плоскости отражения (и формирование интерференции) это тоже одно из темных мест в моем понимании XRD. Понятно, что даже в syngle crystal образце можно найти повторяющиеся одинаковые плоскости сечения и от них тоже должны быть соответствующие пики. Однако, то ли из-за малого (относительно) их колличества, то ли еще что, но не видно их. Если надо дам пример(ы) с деталями.

[ИСН]

Пик виден тогда, когда кристалл ориентирован соответствующим образом. В порошке есть кристаллики любой ориентации (ну, в идеале; отклонения от этой ситуации - особый разговор), поэтому и видны все пики, которые в принципе есть. Монокристалл - он один, поэтому чтобы измерить от него все пики, его надо вертеть по-всякому.

[duke2003]

Это тоже понятно абсолютно.
Вопрос поставлю иначе. Что значит все пики, сколько их ожидается? 2 - 3 или же гораздо больше? Сюдя по выше написанное логике плоскостей можно выделить много, следовательно и пиков будет много? Или не так?
Считаем что образец - немонокристал и он у нас в виде порошка.

[Агдамыч]

Мы всё еще про золото? Наличие пика, соответствующего какой-то плоскости - не чистая геометрия. Там, к сожалению, ещё какие-то взаимные влияния атомов надо учитывать. В этом только Himera рубит.
UPD. Вот вам кусок безнадёги
uPdUpD.

если снять какой-нибудь порошок на нестандартной (очень большой) длине волны, подобранной так, чтобы влез только один первый пик, а все остальные были тупо за пределами 180°

Длиннее волна = меньше угол. Да и ограничения есть: когда-нибудь очень большая волна перестанет замечать атомы.

[ИСН]

chimik, да-да, влияния и всё такое, спасибо, я это уже когда-то читал.
duke2003, "все" пики - это зависит от чувствительности оборудования (когда там сигнал перестанет отличаться от шума), но в общем на монокристалле это могут быть десятки тысяч штук, и когда старинная машина вертит кристалл, измеряя их все по одному - было то ещё зрелище. А на порошкограмме можно увидеть несколько десятков пиков; если неорганика - ну, сотню. Это в хорошем случае. Плохой - это уже помянутый графит или вон те штуки с картинки.

[duke2003]

Спасибо, ответ ясен.

Но другой вопрос возник, возвращаюсь, вернее к одному из выше упомянутых. Есть порошок платины (platinum black), купленная в Алдриче. Снимаем xrd. Получаем 3 явных четких пика. Можно ли, по Вашему, эти пики интерпретировать как пики относящиеся к соответствующим кристаллическим поверхностям 111 и т.д. ? При необходимость выложу данные + детали измерения.

Похоже, мой пример будет относиться к так называемым "плохим" (см. Выше).

[ИСН]

Кроме того, что слово "поверхность" здесь всё-таки неуместно, не вижу никаких проблем.