Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства

Скачать в djvu «Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства»


2 thcfX = £min — (D„ — De) + (e2/zreh),    (3.46)


где £min — минимальная энергия возбуждения люминесценции наночастицы радиусом г; Dh, De— глубины ловушек дырки и электрона; г(,Л— расстояние между электроном и дыркой. Электронно-дырочные пары с малыми расстояниями г£,Л при туннельной рекомбинации дырок и электронов излучают свет быстрее и с меньшей длиной волны, чем пары с большими reh.

4. МИКРОСТРУКТУРА КОМПАКТНЫХ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Различие свойств нанокристаллических и крупнозернистых по-ликристаллических веществ связано с разной величиной кристаллитов и чрезвычайно развитыми границами раздела, содержащими до 50 % атомов нанокристалла. В настоящее время многие исследователи компактных нанокристаллических материалов полагают, что специфика их свойств (особенно механических) в первую очередь обусловлена протяженностью и специфическим строением границ раздела [15]. По этой причине изучение микроструктуры компактных нанокристаллических веществ сосредоточено в основном на выяснении особенностей строения межзеренных границ.

4.1. ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА В КОМПАКТИРОВАННЫХ

НАНОМАТЕРИАЛАХ


Плотность нанокристаллических материалов, полученных разными методами компактирования нанопорошков [130—134, 136, 137, 140—143], составляет от 70—80 до 95—97 % от теоретической. В простейшем случае нанокристаллический материал, состоящий из атомов одного сорта, содержит два компонента, различающихся по структуре [427]: упорядоченные зерна (кристаллиты) размером 5—20 нм и межкристаллит-ные границы шириной до 1,0 нм (рис. 4.1). Все кристаллиты имеют одинаковую структуру и различаются только своей кристаллографической ориентацией и размерами. Структура границ раздела определяется типом межатомных взаимодействий (металлическими, ковалентными, ионными) и взаимной ориентацией соседних кристаллитов. Разная ориентация соседних кристаллитов приводит к некоторому понижению плотности

Рис. 4.1. Двумерная модель атомной структуры нанокристаллического материала, рассчитанная с применением потенциала Морзе [427]:


светлые кружки — атомы кристаллитов, темные — атомы границ раздела, смещенные относительно узлов идеальной кристаллической решетки более чем на 10 все атомы химически идентичны

Скачать в djvu «Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства»