ナノ結晶内の変形場の3次元マッピング

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• クリスタルグラフィーです.
• ナノテクノロジー ナノテクノロジー

背景:

• コヘレントX線 difrraction imaging (CXDI) は,ナノ結晶の3Dイメージングのための強力な顕微鏡技術です.
• 基板の相互作用によって引き起こされるストレンスフィールドは,理想的な結晶からの微分パターンの対称性を破ります.
• これらの対称性を破る特徴には,格子変形に関する重要な情報が含まれています.

研究 の 目的:

• 逆転対称性が破られた微分パターンが逆転して,定量的な3D格子ストレイン情報を得ることができることを示すために.
• インターフェイス接触力によるナノ結晶の変形場の3D進化を視覚化するために.

主な方法:

• 第3世代のシンクロトロン放射を用いて,X線 difraksion測定を行いました.
• シリカ基板に結晶した鉛ナノ結晶からの屈折パターンに逆転アルゴリズムを適用した.
• 3Dの電子密度とその相を復元し,格子変形を明らかにしました.

主要な成果:

• 鉛ナノ結晶の3D画像を取得し,予想される形状と現実空間相を示しました.
• その相は,インターフェイスの接触力による3D変形フィールドと直接相関していた.
• ナノスケールの格子株を定量的にイメージする能力を実証しました.

結論:

• CXDIから得られる複合結晶密度の相は,格子変形をコードする.
• この方法は,材料の欠陥や粒子の相互作用を理解するために不可欠な,ナノスケールのストレンの定量的な3Dイメージングを可能にします.
• X線自由電子レーザーを用いた原子解像度の単分子画像化に向けた進歩が進んでいます.