].
Наночастки з ядром або оболонкою зробленими з напівпровідника або металу однаково важливі в сучасній мікроелектроніці [32,33]. Полімерні матеріали легко обробляються, однак мають мале значення діелектричної постійної. Зворотними властивостями володіють керамічні матеріали. Особливе місце займає комбінація цих матеріалів у вигляді наночастинки core-shell типу з керамічним ядром і тонкою оболонкою з полімеру, яка володіє б? льшим значенням діелектричної постійної, ніж чистий полімер, одночасно такі частинки легше обробляються. Через їх високої місткості ці матеріали так само використовуються в електроніці [32,33].
Для збереження фізичних і хімічних властивостей різних наночастинок їх покривають особливою оболонкою, частіше, наприклад, кварцом: інертним матеріалом хімічно не взаємодіє з ядром частинки. Це покращує стабільність речовини ядра. Крім того кварц оптично прозорий для вивчення ядра спектроскопічними методами [34].
Створення вуглецевих оболонок наночастинок з Li 3 V 2 (PO 4) 3 призводить до збільшення ефективності літієвих батарей [17] створених на основі такого матеріалу. До теперішнього часу для наночастинок є багато другіхпотенціально перспективних областей: пластмаси, гумові матеріали, чорнило та інші [35-37]
Глава 2. Дослідження динаміки кристалічної решітки наночастинок методом ядерного гамма резонансу
2.1 Модель Дебая твердого тіла
Ефект Мессбауера пов'язаний з резонансним взаємодією?-кванта з ядром, при якому квантовий стан решітки не змінюється. Тому за допомогою ефекту Мессбауера, здавалося б, не можна отримати інформацію про рух атомів в решітці і про фононному спектрі твердих тіл. Проте є можливість вивчення фононного спектра атомів в твердих тілах допомогою ефекту Мессбауера [38]. Вона полягає в залежності безфононной частини? - Променів від коливальних властивостей твердих тіл.
Дійсно,
де - середній квадрат амплітуди коливання атома в напрямку випускання? - кванта, усереднений по інтервалу часу, рівному часу життя рівня; ?- Довжина хвилі? - Кванта.
Вираз (1) може бути записано в іншому вигляді:
- енергія фотона. Для ізотропного кристала
Залежність безфононной частини f від спектру коливання виражається, як видно з формули (1), через Щоб з'ясувати залежність f від спектру коливання, розглянемо, як пов'язано зі спектром коливання атомів в кристалі.
У теорії фізики твердого тіла кристал представляється як система 3N осциляторів з частотою (N-число атомів). Повна середня енергія, пов'язана з кожним осциллятором, дорівнює
де - число фононів на рівні
Кінетична енергія кристала, яка припадає на j-й осцилятор (у разі гармонійного осцилятора), дорівнює половині повної енергії, тобто
З іншого боку,
Звідки
де - зміщення атомів від j-го осцилятора. Розділимо обидві частини рівняння на і підсумуємо по всіх j:
Далі перейдемо від підсумовування до інтегрування, вводячи щільність розподілу частот? (?):
З виразів (2) і (3) випливає залежність від спектру коливання атомів в кристалі. Величини і f залежать від спектру коливання інтегрально. Тому, коли необхідно досліджувати залежність f від, вимірюють f при різних температурах, тобто знімають криву залежності і шляхом порівняння з теоретичними кривими, обчисленими при різних, вибирають ту чи іншу модель кристала.
У дебаєвської моделі твердого тіла спектр частот коливання атомів має вигляд
? (?)=A,
де А - нормувальних множник, який знаходиться з наступної умови:
Підставляючи вираз (4) в (2), отримаємо:
Введемо температуру Дебая, рівну
і проведемо часткове інтегрування:
Позначимо Після заміни змінних знаходимо, що
Отриманий в останньому виразі інтеграл береться чисельно і розглядається як функція двох змінних:
Підставами цей вираз у формулу (1.1):
2.2 Деякі способи вивчення поверхні твердих тіл
Відомо, що властивості поверхні тіл різних речовин відрізняються від властивостей внутрішніх шарів, будь то рідина або тверде тіло. У твердому тілі, зокрема, фо...
