velikost textu

Structure analysis of some transition metal silicides using X-ray diffraction and dynamical refinement against electron diffraction data

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Structure analysis of some transition metal silicides using X-ray diffraction and dynamical refinement against electron diffraction data
Název v češtině:
Strukturní analýza vybraných silicidů přechodných kovů pomocí rentgenové difrakce a dynamického upřesňování dat z elektronové difrakce
Typ:
Disertační práce
Autor:
Cinthia Antunes Corrêa, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Miloš Janeček, CSc.
Oponenti:
doc. Ing. Ladislav Kalvoda, CSc.
doc. RNDr. Radomír Kužel, CSc.
Konzultanti:
Dr. rer. nat. Lukáš Palatinus
doc. RNDr. Josef Pešička, CSc.
Id práce:
134278
Fakulta:
Matematicko-fyzikální fakulta (MFF)
Pracoviště:
Katedra fyziky materiálů (32-KFM)
Program studia:
Fyzika (P1701)
Obor studia:
Fyzika kondenzovaných látek a materiálový výzkum (4F3)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
26. 9. 2017
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Precesní elektronová difrakční tomografie, dynamické upřesňování, silicidy niklu a mědi, (3+2)D nesouměřitelně modulované struktury.
Klíčová slova v angličtině:
Precession electron diffraction tomography, dynamical refinement, nickel and copper silicides, (3+2)D incommensurately modulated strucutres.
Abstrakt:
Název práce: Strukturní analýza vybraných silicidů přechodných kovů pomocí rentgenové difrakce a dynamického upřesňování dat z elektronové difrakce Autor: Cinthia Antunes Corrêa Katedra: Katedra fyziky materiálů Vedoucí doktorské práce: prof. RNDr. Miloš Janeček, CSc., Katedra fyziky materiálů Abstrakt: Tato disertační práce se zabývá krystalovou strukturní analýzou několika silicidů přechodných kovů. Krystalové struktury byly studovány především precesní elektronovou difrakční tomografií (PEDT) za použití metody dynamického upřesňování - nedávno vyvinuté metody, která umožňuje správnější upřesňování krystalové struktury z PEDT dat. Optimální hodnoty parametrů metody byly zvoleny na základě provnání dynamického upřesnění z PEDT dat s kvalitně upřesněhou referenční strukturou. V práci je ukázáno porovnání pro nano-drát Ni2Si s poloměrem 15 nm. Průměrná odchylka poloh atomů struktury získané dynamic- kým upřesňováním dat z PEDT od poloh atomů ve struktuře upřesněné z monokrys- talových rentgenových dat byla 0,006 A. S vědomím přesnosti a limitů metody byla správně vyřešena a upřesněna krystalová struktura Ni3Si2 na datech získaných z na- no-drátu o průměru 35 nm. Získaný model měl průměrnou odchylku atomů 0,006 A. Tyto výsledky ukazují, že správnost dosažená metodou dynamického přesňování dat z PEDT je jasně vyšší než správnost upřesnění pomocí kinematické aproximace. Po ověření správnosti výsledků dosažených touto metodou bylo přikročeno k analýze fází systému Cu3+xSi. Kvůli extrémně komplexním a nesouměřitelným strukturám pozorovaným při měřeních elektronové difrakce nebylo možné použít metodu dy- namického upřesňování. Místo ní byla pro strukturní analýzu použita kombinace monokrystalové a práškové rentgenové difrakce. Proměření teplotní závislosti po- mocí práškové rentgenové difrakce odhalilo koplexní fázový diagram Cu-Si, ve kterém bylo rozpoznáno šest různých fází v oblasti Cu3+xSi namísto třech dopo- sud publikovaných. V pořadí se vzrůstající teplotou to byly fáze η, η, η, η3, η2 a η1. Nejméně čtyři tyto fáze jsou nesouměřitelně modulované. Krystalové struk- tury η a η byly vyřešeny pomocí monokrystalové rentgenové difrakce, zatímco fáze η2 a η1 byly pouze oindexovány z práškových dat. Fáze η je již známá a u fáze η3 bylo možné oindexovat pouze průměrnou strukturu. Fáze η, η jsou si velice blízké a obě mají (3+2)D nesouměřitelně modulovanou strukturu. Kvůli komplexitě jejich modulací nebylo možné tyto struktury v superprostoru upřesnit a proto byly jejich strukturní modely popsány pomocí aproximace superbuňkou. Klíčová slova: Precesní elektronová difrakční tomografie, dynamické upřesňování, silicidy niklu a mědi, (3+2)D nesouměřitelně modulované struktury.
Abstract v angličtině:
Title: Structure analysis of some transition metal silicides using X-ray diffraction and dynamical refinement against electron diffraction data Author: Cinthia Antunes Corrêa Department: Physics of Materials Supervisor: prof. RNDr. Miloš Janeček, CSc., Department of Physics of Materials Abstract: This thesis presents the crystal structure analysis of several transition metal silicides. The crystal structures were studied primarily by precession electron diffraction tomography (PEDT) employing the dynamical refinement, a method recently developed for accurate crystal structure refinement of electron diffraction data. The optimal values of the parameters of the method were proposed based on the comparison between the dynamical refinement of PEDT data and a high- quality reference structure. We present the results of the comparison using a Ni2Si nanowire with the diameter of 15 nm. The average atomic distance between the model obtained by the dynamical refinement on PEDT data and the one by single crystal X-ray diffraction was 0.006 A. Knowing the accuracy and limitations of the method, the crystal structure of Ni3Si2 was redetermined on a nanowire with 35 nm of diameter. The model obtained had an average error in the atomic posi- tions of 0.006 A. These results show that the accuracy achieved by the dynamical refinement on PEDT data is significantly superior to that of the refinement using the kinematical approximation. With the method validated, the elucidation of the phases of the system Cu3+xSi were pursued. Due to the complex incommensurate modulated structures observed during our PEDT measurements, the dynamical re- finement could not be used and a combination of single crystal and powder X-ray diffraction was used. Temperature dependent powder X-ray diffraction revealed a complex Cu-Si phase diagram, where six distinct phases were observed, instead of the three phases reported so far in the Cu3+xSi phase-field. In order of increasing temperature, the phases observed were η, η, η, η3, η2 and η1. At least four of the six phases observed are incommensurately modulated. The crystal structures of η and η were elucidated by single crystal X-ray diffraction, while the phases η2 and η1 were indexed on the powder diffraction data. η is known, and we could index only the main structure of η3. η and η are very similar and both have a (3+2)-dimensional incommensurately modulated structure. Given the complexity of their modulation the refinement in the superspace could not be performed, and the models were described in a supercell approximation. Keywords: Precession electron diffraction tomography, dynamical refinement, nickel and copper silicides, (3+2)D incommensurately modulated structures.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Cinthia Antunes Corrêa, Ph.D. 17.13 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Cinthia Antunes Corrêa, Ph.D. 66 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Cinthia Antunes Corrêa, Ph.D. 67 kB
Stáhnout Posudek vedoucího doc. RNDr. Miloš Janeček, CSc. 333 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Ing. Ladislav Kalvoda, CSc. 277 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Radomír Kužel, CSc. 753 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby prof. RNDr. Helena Štěpánková, CSc. 212 kB