Исследование структурного упорядочения опалоподобных кристаллов методами дифракции синхротронного излучения

• Автор: Чумакова, Александра Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Коллоидные кристаллы и методы исследования их структуры

1.1 Коллоидные кристаллы как искусственные опалоподобные структуры

1.2 Получение коллоидных кристаллов и инвертированных кристаллов на их основе

1.2.1 Электрохимическое осаждение

1.3 Методы исследования структуры коллоидных кристаллов в прямом и обратном пространстве

1.3.1 Исследование структуры коллоидных кристаллов в прямом пространстве

1.3.2 Исследование структуры коллоидных кристаллов в обратном пространстве

1.4 Применение коллоидных кристаллов

2 Теория Вильсона. Особенности дифракции на слоистых структурах
2.1 Основные понятия и законы рентгеновской дифракции
2.2 Структурный фактор

2.2.1 Структурный фактор единичного слоя
2.2.2 Межслоевой структурный фактор
2.2.3 Структурный фактор брэгговских стержней
2.2.4 Структурный фактор брэгговских стержней для бесконечного числа слоёв
2.2.5 Структурный фактор брэгговских стержней для конечного числа слоёв
2.2.6 Структурный фактор брэгговских отражений
2.3 Интенсивности рассеяния рентгеновского излучения на слоистых структурах
3 Образцы и экспериментальные методы исследования
3.1 Обоснование выбора объектов и методов исследования
3.2 Синтез образцов
3.3 Методы исследования
3.3.1 Методы исследования структуры коллоидных кристаллов в прямом пространстве
3.3.2 Малоугловая дифракция синхротронного излучения с микрорадианным разрешением
3.3.3 Широкоугольная (порошковая) дифракция синхротронного излучения
4 Исследование структуры опалоподобных кристаллов и инвертированных опалов
4.1 Влияние типа подложки на структуру
4.1.1 Исследование структуры в прямом пространстве

4.1.2 Исследование структуры в обратном пространстве
4.1.3 Количественная аттестация структуры и качества
кристалла
4.1.4 Выводы
4.2 Влияние электростатических сил на рост кристалла и структуру
4.2.1 Исследование структуры в прямом пространстве
4.2.2 Исследование структуры в обратном пространстве
4.2.3 Количественная аттестация структуры и качества
кристалла
4.2.4 Выводы
4.3 Структура инвертированных опалоиодобных кристаллов.
Слоистая структура темплата
4.3.1 Исследование структуры в обратном пространстве
4.3.2 Аттестация инвертированных опалов. Применение мо-
дифицированной теории Вильсона для конечного числа слоев
4.3.3 Слоистая структура исходной матрицы
4.4 Сравнение структуры природных и искусственных опалов .
4.4.1 Малоугловая дифракция на искусственных и природных опалах
4.4.2 Трехмерная визуализация обратного пространства искусственного и природного опалов. Профили распределения интенсивности вдоль диффузионных стержней

Рис. 2.2. Решетка гексагонального плотноупакованного слоя в прямом (а) и обратном (б) пространстве. Ьх и Ьг векторы обратной решетки, описывающие элементарную ячейку в обратном пространстве.
Связь между прямой и обратной решеткой показана на рис. 2.2(а, б), соответственно. Точки в прямом пространстве представляют центры коллоидных сфер. Линиями показаны плоскости перпендикулярные к плоскости листа, и проходящие через центры. Все шары можно тогда представить как набор параллельных плоскостей с конкретным расстоянием между ними. При отражении рентгеновских лучей от параллельных плоскостей происходит дифракция, и наблюдаются рефлексы, обозначенные точками, которые называются узлами обратной решетки рис. 2.2(6). Каждый набор атомных плоскостей соответствует набору узлов обратной решетки с волновыми векторами 2п/й в направлении, перпендикулярном плоскостям. Тонкими сплошными линиями на рис. 2.2(а) обозначены два возможных расположения шаров в параллельных плоскостях, межплоскостное рассто-