Caracterização cristalográfica de nanopartículas utilizando função de distribuição de pares (PDF) derivada de difração de elétrons com precessão (PED)
| Autor: | Corrêa, Leonardo Marcon, 1995 |
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| Přispěvatelé: | Ugarte, Daniel Mário, 1963, Muraca, Diego, Azevedo, Gustavo de Medeiros, Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb Wataghin, Programa de Pós-Graduação em Física, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS |
| Rok vydání: | 2021 |
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| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) instacron:UNICAMP |
| DOI: | 10.47749/t/unicamp.2020.1148952 |
| Popis: | Orientador: Daniel Mário Ugarte Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin Resumo: Nanopartículas bimetálicas são materiais de grande interesse científico e industrial pela possibilidade de obter propriedades únicas com o controle da sua composição, estrutura e forma. Um dos grandes desafios no desenvolvimento de materiais é a dificuldade de caracterizar com precisão nanocristais com dimensões muito reduzidas (< 1000 átomos). A caracterização estrutural desses sistemas com o método tradicional de difração de raios X é complicado devido ao tamanho finito da estrutura cristalina e frequentemente pela baixa quantidade de amostra disponível. Deste modo, a medida detalhada do arranjo atômico não pode ser obtida por meio do procedimento de refinamento estrutural convencional. Devemos destacar que esses sistemas podem ser muito sensíveis a radiação, por exemplo, se tentamos utilizar técnicas de imagens de resolução atômica baseada em microscopia eletrônica de transmissão. Como alternativa a essas questões, desenvolvemos uma metodologia para realizar a análise estrutural por Pair Distribution Function (PDF) derivadas de Precession Electron Diffraction (PED). PDF é uma técnica utilizada para o refinamento estrutural de materiais sem ordem longo alcance (amorfos, nanocristais) a partir de padrões de difração de pó; as medidas são usualmente realizadas em grandes facilidades (síncrotrons fontes de nêutrons). O cálculo da PDF com difração de elétrons ainda está em desenvolvimento, mas possui enorme potencial, possibilitando medir pequena quantidade de amostra (< ng) e com doses de irradiação eletrônica muito baixas. Este método apresenta uma dificuldade básica, pois não é possível utilizar quantitativamente as intensidades medidas na difração eletrônica, devido a complexa propagação dos elétrons no cristal (espalhamento múltiplo, tecnicamente descrito como difração dinâmica). A técnica PED atenua os efeitos de espalhamento múltiplo nas intensidades medidas, tal que podem ser utilizadas para refinamento estrutural. Foi necessário desenvolver programas para o processamento do padrão de difração de elétrons incluindo: i) distorções devidas as aberrações das lentes do microscópio eletrônico; ii) subtração da contribuição do filme de carbono amorfo que suporta as nanopartículas na grade de microscopia. Esses fatores não são encontrados nos softwares disponíveis, mas podem perturbar fortemente a qualidade dos resultados. O sistema escolhido para o desenvolvimento da metodologia foram nanopartículas de AuAg sintetizadas na fonte de clusters metálicos presente no grupo. Os resultados indicam que é possível analisar quantitativamente a comparação de medidas e modelos (realizar um refinamento). Por exemplo, podemos afirmar que as nanopartículas possuem estrutura do tipo decaédrica (Ø ~3 nm), pois estruturas monocristalinas fcc ou icosaédricas geram resíduos maiores. Os melhores resultados foram obtidos quando a ePDF é derivada de medidas PED, sendo o resíduo final de 20%. PED forneceu uma melhora de 3% nos resíduos, enquanto a subtração do fundo de carbono amorfo implicou numa melhora de 11%. Também foi realizado um refinamento da distribuição em tamanho das nanopartículas na amostra, com isso houve uma melhoria adicional de 3% nos resíduos, que produz um resíduo final de 17%. Este valor é comparável aos melhores obtidos em facilidades de grande porte, utilizando um microscópio eletrônico simples e de fácil acesso em uma amostra com massa de várias ordens de magnitude menor que a necessária nessas técnicas Abstract: Bimetallic nanoparticle are materials of great scientific and industrial interest due to the possibility of obtaining unique properties by controlling their composition, structure and shape. One of the major challenges in the development of materials is the difficulty of accurately characterizing nanocrystals with small dimensions ( |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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