{"id":731,"date":"2007-07-19T09:33:56","date_gmt":"2007-07-19T06:33:56","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/wordpress\/?p=731"},"modified":"2011-08-08T23:36:40","modified_gmt":"2011-08-08T20:36:40","slug":"nanokristallid-on-kuumad","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=731","title":{"rendered":"Nanokristallid on kuumad"},"content":{"rendered":"<p align=\"justify\"><strong>\u00dclekantud t\u00e4henduses, kui p\u00f5nev ja rakendusi lubav uurimisobjekt, kindlasti. Aga selgub, et v\u00f5ivad olla ka otseses m\u00f5ttes. Nimelt avastasid USA <font color=\"#000000\">Lawrence Berkeley National Laboratory uurijad, et germaaniumi nanokristallid (ca 2,5 nm l\u00e4bim\u00f5\u00f5dus) kvartsklaasis on kuumutatavad pea 200 K \u00fcle germaaniumi tasakaalulise sulamistemperatuuri (1211 K), enne kui sulavad. Ja vastupidi \u2013 sula germaaniumi \u201cnanotilkade\u201d uuesti kristalliseerimiseks tuleb n\u00e4idist jahutada enam kui 200 K alla tasakaalulise sulamis- (kristallisatsiooni-) temperatuuri. F\u00fc\u00fcsikud \u00fctlevad, et n\u00e4htust iseloomustab suur temperatuurne h\u00fcsterees. T\u00e4psemat teavet tulemuste kohta saab artiklist <\/font>Q. Xu <i>et al<\/i>, <i>Large melting point hysteresis of Ge nanocrystals embedded in SiO<sub>2<\/sub><\/i>, Phys. Rev. Lett. <span>97<\/span>, 155701 (2006).<\/strong><\/p>\n<p lang=\"et-EE\" align=\"justify\" class=\"western\"><span><font color=\"#000000\">Mis on eelnevas siis uut ja \u00fcllatavat ja kuidas t\u00e4heldatut seletada? Asjaolu, et paljusid vedelikke saab jahutada allpoole nende taskaalulist kristallisatsioonitemperatuuri (allajahutatud vedelikud), on tuntud juba ammu ja nn soojapakettides ka praktilist kasutust leidnud. Seda v\u00f5imaldab asjaolu, et kristallisatsiooniks on esmalt vajalik nn kristallisatsioonitsentrite \u2013 m\u00f5nestsajast aatomist-molekulist koosnevate pisikristallide \u2013 teke. Kuniks need puuduvad, p\u00fcsib aine jahutamisel vedelana. Ja m\u00f5nel juhul v\u00f5ib ka \u00fcldse mitte kristalliseeruda vaid muutuda edasisel jahutamisel klaasiks. Suuri tahkisekoguseid kuumutada \u00fcle nende tasakaalulise sulamistemperatuuri eriti ei \u00f5nnestu \u2013 \u00fclekuumutatud tahised on \u00fclimalt ebastabiilsed. V\u00e4ikeste ainekoguste (nt <\/p>\n<table cellspacing=\"1\" cellpadding=\"1\" border=\"1\" align=\"left\" style=\"width: 40%;\">\n<tbody>\n<tr>\n<td><img decoding=\"async\" hspace=\"0\" border=\"0\" align=\"bottom\" src=\"pildid\/Ge_movie.jpg\" \/><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>\n<p> Germaaniumi nanokristallide elektrondifraktsioon: j\u00e4lgitavad ringid vasakpoolsel ja keskmisel pildil. Sulamisel see kaob (parempoolne pilt).<\/p>\n<p>Foto: Berkley Lab<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>needsamad nanokristallid) korral olukord muutub \u2013 oluliseks muutub ainet\u00fcki pindkihis olevate aatomite panus. See viib vabade nanokristallide korral sulamistemperatuuri alanemisele. Mingi teise aine tahkes maatriksis asuvate osakeste korral v\u00f5ib aga efekt olla ka vastupidine: on teada, et nii on see n\u00e4iteks plii nanokristallide korral alumiiniumis, mille sulamistemperatuur on k\u00f5rgem, kui vabadel osakestel. Mis on viidatud t\u00f6\u00f6s erinevat? Kui alumiiniumi korral on tegemist korrp\u00e4rase (kristalse) ainega, milles moodustunud \u00f5\u00f5nsuse pinnastruktuur arvatakse \u201clukustavat\u201d pliiosakese pindkihi aatomid, mis ei lase nanokristallil sulada, siis LBNL t\u00f6\u00f6s on tegemist amorfse \u00fcmbrusega, mis v\u00f5iks just korrap\u00e4ratu vedelstruktuuri teket soodustada. Ja kui viidatud nanoskoopilised pinnaefektid vabade osakeste korral viivad nii sulamis- kui ka kristallisatsioonitemperatuuri alanemisele, siis antud t\u00f6\u00f6s on \u00fcllatav nende suur erinevus \u2013 h\u00fcsterees (sarnast efekti on siiski varema j\u00e4lgitud tinaosakeste jaoks s\u00fcsiniknanostruktuurides). Ge-SiO<sub>2<\/sub> lahutuspinnaga seotud efektide j\u00e4rjekindel arvestamine on lubanud autoritel eksperimentaalseid t\u00e4helepanekuid ka kvantitatiivselt seletada.<\/font><\/span><\/p>\n<p lang=\"et-EE\" align=\"justify\" class=\"western\"><font color=\"#000000\">Huvilistele veel lisaks, kuidas uuritud nanokristalle saadi ja m\u00f5\u00f5deti. Kasutatud kvartsklaasi maatriks kasvatati r\u00e4ni pinnale selle oks\u00fcdeerimisega ja implanteeriti germaaniumi ioonidega. N\u00e4idise kuumutamisel ioonid difundeerusid ja neist moodustusid nanokristallid. Nende uurimiseks kasutati mitmeid kaasaegseid katsemeetodeid: Raman-spektroskoopiat, aatomj\u00f5u-mikroskoopiat ja germaaniumi kristallstruktuuri sedastamiseks elektronide difraktsiooni \u2013 meetodid, mis ka nanostruktuuridega tegelevatel Tartu f\u00fc\u00fcsikutel k\u00e4ep\u00e4rast.<\/font><\/p>\n<p lang=\"et-EE\" align=\"justify\" class=\"western\" \/>\n<p class=\"western\">Allikas: <span style=\"text-decoration: none;\"><a href=\"http:\/\/www.physorg.com\/news79623590.html\"><font color=\"#2c56ac\">http:\/\/www.physorg.com\/news79623590.html<\/font><\/a><\/span><\/p>\n<p class=\"western\"><span style=\"text-decoration: none;\"><\/span><\/p>\n<p class=\"western\">Koostas: Jaak Kikas <\/p>\n<p lang=\"et-EE\" class=\"western\"><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>\u00dclekantud t\u00e4henduses, kui p\u00f5nev ja rakendusi lubav uurimisobjekt, kindlasti. Aga selgub, et v\u00f5ivad olla ka otseses m\u00f5ttes. Nimelt avastasid USA Lawrence Berkeley National Laboratory uurijad, et germaaniumi nanokristallid (ca 2,5 nm l\u00e4bim\u00f5\u00f5dus) kvartsklaasis on kuumutatavad pea 200 K \u00fcle germaaniumi tasakaalulise sulamistemperatuuri (1211 K), enne kui sulavad. Ja vastupidi \u2013 sula germaaniumi \u201cnanotilkade\u201d uuesti kristalliseerimiseks [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[],"class_list":{"0":"post-731","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-teadusuudis","7":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/731","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=731"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/731\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=731"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=731"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=731"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}