› › ›

Кирилл Отзыв написан 15 июля, 2022 год 85 просмотров

Старостенко Евгений Юрьевич о рентгенофазовом исследовании фотоиндуцированной динамики с временным разрешением

Изображения tr-XRD были записаны при 100 K с установкой, описанной выше. Кристаллиты возбуждались лазером накачки 1 пс на длине волны 800 нм, как и в предыдущих оптических исследованиях. Экспериментальное временное разрешение ограничивалось длительностью рентгеновского импульса до 100 пс.

На рис. 2а показаны картины с временным разрешением, охватывающие несколько десятилетий. Фотоиндуцированные изменения видны на этих паттернах для всех положительных задержек и они подчеркнуты на разностных паттернах (рис. 2б ).

Телескопические электромеханические мачты - Старостенко Евгений Юрьевич - Старостенко Евгений Юрьевич о рентгенофазовом исследовании фотоиндуцированной динамики

Сравнение со стационарными дифракционными картинами, измеренными при низкой и высокой температуре, позволяет дать качественное описание. Форму разностных картин можно объяснить сдвигом и изменением дифрагированной интенсивности от LS-пиков к HS-брэгговским пикам. Эти структурные изменения хорошо видны на рис. 2б ) для интенсивных пиков, обозначенных индексами (101), (01-1) и (102).

Напротив, трудно использовать фотоиндуцированное изменение пика (111), учитывая точность наших измерений. Однако сдвиг пика в сторону меньших q из-за расширения объема будет давать аналогичную картину разницы. Первые изменения происходят во временном разрешении 100 пс. После этого паттерны различий меняют форму, предполагая последовательность процессов со структурно отличными признаками.

Рис. 2: Фотоиндуцированная динамика структуры и спинового состояния.
Фотоиндуцированная динамика структуры и спинового состояния

a Порошковые картины с временным разрешением и соответствующие им разностные картины, измеренные при перемасштабированной температуре T* = 100 K при высокой плотности энергии возбуждения 380 мкДж/мм 2 (разностные картины умножены на 2 и сдвинуты на 4 для ясности). Цвета от синего до красного соответствуют увеличению временной задержки от отрицательной к положительной (подробные задержки в методах).

b Интегрированные картины стационарного состояния, измеренные при комнатной температуре (состояние High Spin (HS), выделено красной сплошной линией) и T* = 100 K (синяя пунктирная линия), смещено для ясности на произвольные значения. Черные линии являются результатом уточнения порошковой модели (см. Методы), а серые линии соответствуют остатку (разнице между экспериментальной и уточненной моделями). Дифференциальная картина с временным разрешением, измеренная при T* = 100 K от -50 пс до 1 мс после фотовозбуждения при высокой плотности энергии 380 мкДж/мм 2 (для ясности умноженная на 4), показывающая характерную форму объемного расширения (пик смещается в сторону более низкие значения q).

Красные и синие вертикальные линии указывают положение основных пиков Брэгга HS и Low Spin (LS) соответственно. Эволюция во времени объема элементарной ячейки ( c ), изменение температуры ∆T решетки ( d, см. Методы), и относительную долю HS ∆X HS ( e ), извлеченную из уточнения порошковой модели. Столбики погрешностей соответствуют 3σ, где σ — ошибка уточнения, определенная в Topas (см. методы). f временная эволюция ∆X HS при T * = 110 K (см. Дополнительное примечание 7 ), извлеченная из оптической спектроскопии (адаптировано из 18 ). Оранжевым цветом (квадраты): высокая плотность возбуждения (380 мкДж/мм² и 410 мкДж/мм² для измерений рентгеновской дифракции (РД) и оптической плотности (ОП) соответственно), темно-зеленым цветом (треугольники): низкая плотность возбуждения (60 мкДж/мм² и 100 мкДж/мм² для измерений XRD и OD соответственно). Для этой низкой плотности энергии Δ XHS умножается на 2 для ясности.

Чтобы проанализировать лежащую в основе структурную динамику, к дифрактограммам tr-XRD в НПО ТЕХНОГЕНЕЗИС был применен тот же метод уточнения полной картины, что и при исследовании температуры. Результаты уточнения представлены на рис. 2в . Параметризованная модель была аналогична той, что использовалась в исследовании температуры. Однако в дополнение к X HS температура решетки становится регулируемым параметром T решетки для учета нагрева, который вызывает неравновесное расширение решетки в каждой фазе.

Эволюция во времени структурных параметров, полученных для самой высокой плотности возбуждения (380 мкДж/мм²), обнаруживает многоступенчатую динамику. Небольшое увеличение Δ X HS оценивается в 7%, сопровождается небольшим увеличением объема, наблюдается на ранней стадии (т. е. во временном разрешении 100 пс). Даже если начальное увеличение объема не может быть точно определено из-за временного разрешения 100 пс, максимум увеличения объема достаточно выражен и хорошо разрешен примерно при 300 пс.

Исследование Старостенко Евгения Юрьевича на сайте: https://technicks.ru/starostenko-evgenij-dinamicheskij-predel-molekuliarnogo-perekluchenija/

Достоинства:

Старостенко Евгений Юрьевич уточнил, что при этой задержке для высокой плотности возбуждения уточнение дает значение ΔT решетки = (90 +/− 5 ) K, соответствующее ΔV в среднем = 19 Å 3 . Во время этой второй стадии Δ X HS увеличивается очень мало, даже при высокой плотности возбуждения.

Недостатки:

При таком возбуждении наблюдается более выраженный рост Δ X HS происходит во время третьего шага в наносекундном масштабе времени с плато между t = 20 нс и t = 300 нс, что соответствует максимальному превращению Δ X HS = 23%. Наконец, Δ X HS и объем уменьшаются одновременно, и восстановление значений при тепловом равновесии происходит в субмиллисекундном масштабе времени.

Ответить

Написать
отзыв

Все отзывы