способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных картинах кристаллов с трубчатой структурой

Классы МПК:G01N23/20 с помощью дифракции, например для исследования структуры кристаллов; с помощью отраженного излучения 
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Институт физики твердого тела РАН (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-11-23
публикация патента:

Использование: для определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных картинах кристаллов с трубчатой структурой. Сущность: заключается в том, что используют один произвольный рефлекс (hk0) и измеряют расстояние Shk0 (мм) между экваториальной линией электронограммы и параллельной ей слоевой линией, на которой лежит рефлекс (hk0), а затем рассчитывают угол хиральности способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 из формулы

способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 где

С (Å·мм) - постоянная электронного микроскопа,

h и k - индексы рефлекса,

а и b - ребра элементарной ячейки кристаллического вещества трубки,

способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 - угол между а и b,

способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 * - угол между а* и b* в обратной решетке.

Технический результат: расширение области применения способа к кристаллам с трубчатой структурой, повышение точности определения углов на электронограмме, снижение количества необходимых для измерения угла рефлексов с двух до одного, увеличение количества пригодных для измерения угла хиральности рефлексов. 2 ил. способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488

способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488

Формула изобретения

Способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных картинах кристаллов с трубчатой структурой, отличающийся тем, что используют один произвольный рефлекс (hk0) и измеряют расстояние Shk0 (мм) между экваториальной линией электронограммы и параллельной ей слоевой линией, на которой лежит рефлекс (hk0), способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 затем рассчитывают угол хиральности способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 из формулы

способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488

где С (Å·мм) - постоянная электронного микроскопа;

h и k - индексы рефлекса;

а и b - ребра элементарной ячейки кристаллического вещества трубки;

способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 - угол между а и b;

способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 * - угол между а* и b* в обратной решетке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам структурных исследований материалов кристаллической структуры в электронной микроскопии: измерение расстояний и углов позволяет расшифровать электронограмму и определить присутствующие кристаллические структуры.

Известен способ определения величины угла на электронограмме, при котором измеряют угол между радиусами-векторами двух рефлексов, вершиной которого является центральное пятно электронограммы (Эндрюс К., Дайсон Д., Киоун С. // Электронограммы и их интерпретация. М.: Мир, 1971. 256 с.).

Однако известный способ имеет ограниченную область применения и дает ненадежные и даже ошибочные результаты для кристаллов с трубчатой структурой, например трубчатых структур углерода - углеродных нанотрубок и нановолокон.

Технический результат изобретения состоит в расширении области применения способа к кристаллам с трубчатой структурой, в повышении точности определения углов на электронограмме, в снижении количества необходимых для измерения угла рефлексов с двух до одного, в увеличении количества пригодных для измерения угла хиральности способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 рефлексов.

Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе измеряют не угол между радиусами-векторами двух рефлексов с вершиной в центральном пятне электронограммы, а расстояние Shk0 между экваториальной линией электронограммы и параллельной ей слоевой линией, на которой лежит один из этих рефлексов с индексами (hk0). Расстоянием S hk0 на электронограмме, представляющей собой проекцию обратной решетки кристалла, представлена величина Shk0 в обратной решетке кристалла:

способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488

где С - постоянная электронного микроскопа, показывающая масштаб электронограммы. В свою очередь, для произвольной свернутой в цилиндр двумерной косоугольной кристаллической решетки величина Shk0 связана с углом хиральности способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 следующим образом (фиг.1):

способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488

где h и k - индексы рефлекса,

а и b - ребра элементарной ячейки кристаллического вещества трубки,

способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 - угол между а и b,

способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 * - угол между а* и b* в обратной решетке.

Отличительными признаками предлагаемого способа является то, что для определения величины угла используют один произвольный рефлекс (hk0) и измеряют расстояние Shk0 между экваториальной линией электронограммы и параллельной ей слоевой линией, на которой лежит этот рефлекс. Это позволяет определить углы на электронограмме кристалла с трубчатой структурой, повысить точность определения углов, снизить количество необходимых для измерения угла рефлексов с двух до одного, увеличить количество пригодных для измерения угла хиральности способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 рефлексов.

На фиг.2 изображена электронограмма монохиральной углеродной трубки диаметром 190 нм. Стандартная методика определения величины угла хиральности предполагает измерение угла между радиусами-векторами рефлексов способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 и способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 или способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 и способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 , т.к. именно эти рефлексы наиболее близки к экваториальной линии электронограммы, и, следовательно, на процедуру измерения угла на этих рефлексах менее всего влияют расположенные параллельно экваториальной линии тяжи, всегда сопутствующие дифракционным картинам трубчатых структур. Именно по причине наличия тяжей невозможно определить известным способом угол хиральности между радиусами-векторами рефлексов (010) и (010)', положение которых из-за тяжей становится неопределенным (фиг.2).

Определение величины угла хиральности по предлагаемому способу с использованием расстояния Shk0 имеет следующие преимущества перед известным способом: 1) позволяет определить угол хиральности способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 по положению только одного рефлекса; 2) позволяет считать способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 по произвольному рефлексу, например по (010), в то время как растяжение рефлексов (010) и (010)' не позволяет определить угол хиральности с помощью этих рефлексов по известному способу; 3) повышает точность определения угла, т.к. на точность перестает влиять растяжение рефлексов, которое всегда есть на электронограммах трубок и направлено вдоль экваториальной линии электронограммы. Точность определения угла практически важна для определения принадлежности нанотрубки к металлам, полупроводникам или диэлектрикам, т.е. для определения электронных характеристик трубки, которые зависят от десятых долей градуса угла хиральности.

Пример.

Используя величину Shk0 (формулы 1, 2), определяют величину угла хиральности по произвольному рефлексу, в том числе по растянутому рефлексу (010) (фиг.2): S 010 показывает расстояние от нулевого узла до слоевой линии, проходящей через узел (010), поэтому на расстояние S 010 не влияет положение узла на прямой, а значит и на тяже. С другой стороны, расстояние S010 однозначно связано с углом хиральности (формулы 1, 2). По электронограмме трубки измеряют расстояние S010 и рассчитывают по выражению (1) величину S010 для рефлекса (010), затем по формуле (2) однозначно определют угол хиральности трубки.

Упрощая (2) для случая гексагональной решетки графита, где а=b=2,46Å; способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 =120°; способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 *=180°-способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 =60°, имеем для углеродной нанотрубки:

способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488

Считая постоянную прибора С по рефлексам семейства {110}, измерив S010 (мм) и используя (1), получаем для S010 значение 0.462Å -1, затем по формуле (3) находим значение угла хиральности: способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 =10° (ошибка измерения ±0.1°). Такое же значение угла дают измерения с помощью величины S hk0, но на рефлексе способ определения величины угла хиральности на электронно-дифракционных   картинах кристаллов с трубчатой структурой, патент № 2329488 , и близкое значение, равное 9.7° с большей ошибкой, равной ±0.3°, получено по известному способу определения угла хиральности.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2329488

patent-2329488.pdf

Класс G01N23/20 с помощью дифракции, например для исследования структуры кристаллов; с помощью отраженного излучения 

способ определения концентрации элемента в веществе сложного химического состава -  патент 2524454 (27.07.2014)
способ определения термостойкости изделий из сверхтвердой керамики на основе кубического нитрида бора -  патент 2522762 (20.07.2014)
способ контроля и управления непрерывной термообработкой -  патент 2518039 (10.06.2014)
способ рентгенометрической оценки температурных условий эксплуатации трубных элементов котлов -  патент 2509298 (10.03.2014)
способ рентгеноструктурного контроля детали -  патент 2488099 (20.07.2013)
фосфат лития-железа со структурой оливина и способ его анализа -  патент 2484009 (10.06.2013)
способ и устройство для регистрации кривых дифракционного отражения -  патент 2466384 (10.11.2012)
рентгенодифракционный способ идентификации партий фармацевтической продукции -  патент 2452939 (10.06.2012)
прибор для рентгеновского анализа -  патент 2450261 (10.05.2012)
рентгеновская установка для формирования изображения исследуемого объекта и ее применение -  патент 2449729 (10.05.2012)
Наверх