PRACA DOKTORSKA Zale ność własności strukturalnych ...

Dodatek A. Zależność parametru sieciowego diamentu odtemperaturyW trakcie badań z wykorzystaniem promieniowania synchrotronowego długość fali wiązki padającej niejest idealnie stabilna. Zjawisko to jest związane ze zjawiskami termomechanicznymi zachodzącymi wmonochromatorze oraz z fluktuacjami pozycji wiązki w pierścieniu akumulacyjnym synchrotronu.Fluktuacje długości fali w trakcie eksperymentu negatywnie wpływają na precyzę określenia parametrówsieciowych badanych materiałów i ich temperaturowych zależności w warunkach wysokiej i niskiejtemperatury, co jest szczególnie dobrze widoczne w przypadkach, kiedy zakres zmienności rozmiarówkomórki elementarnej jest względnie mały.Aby wyeliminować błędy pochodzące od wyżej wymienionych zjawisk, można zastosować metodęprzeprowadzania badań z wewnętrznym wzorcem. Wzorzec wewnętrzny wykorzystany do badań takiegorodzaju powinien spełniać następujące wymagania: dobrze znany przebieg zmian parametru sieciowegow badanym zakresie temperatur oraz stabilność, niska reaktywność chemiczna (dla zapobieganiatworzenia związków chemicznych pomiędzy wzorcem a badanym materiałem, oraz utleniania),stosunkowo mała liczba refleksów braggowskich w badanym zakresie kątowym, nie zakłócającadyfraktogram od badanego materiału i słabo absorbować promieniowania rentgenowskie, małąrozszerzalność.Dla spełnienia funkcji takiego wzorca było wybrano polikrystaliczny diament (produkcja firmyALDRICH) w postaci proszku o czystości 99% z wymiarami ziaren 1 µm. Materiał ten poddano analizierentgenowskiej w celu określenia składników fazowych oraz precyzyjnego wyznaczenia parametrusieciowego.Badania dyfrakcyjne przeprowadzono za pomocą laboratoryjnego dyfraktometru X´Pert Pro Alpha1MPD (opis techniczny w rozdziale III.2). Dla precyzyjnego określenia parametrów sieciowych diamentupróbka została przygotowana jako mieszanina polikrystalicznego diamentu i polikrystalicznego krzemu(SRM NIST 640c) jako wewnętrznego wzorca, o parametrze sieciowym a=5.4311946(92) Å.Dyfraktogram zbierano w zakresie kątowym od 25º do 159º, z krokiem 0.016º w ciągu 42 godzin. Analizafazowa pokazała, że proszek diamentowy (struktura regularna typu Fd 3 m ) nie zawiera obcych faz.Dla wyznaczenia dokładnych stałych sieci diamentu zastosowano metodą Rietvelda. Model użyty doudokładniania zawierał dwie fazy, diament i krzem. Parametry udokładniane w wybranym modelu sąpodane w tabeli A.1. Rysunek A.1 pokazuje wynik udokładnienia mieszanki Si/C (diament) za pomocąmetody Rietvelda.Wartość parametru sieciowego a polikrystalicznego diamentu wyznaczona za pomocą metodyRietvelda wynosi 3.56734(7) Å. Parametry sieciowe diamentu podane w literaturze zmieniają się wznacznym zakresie (od 3.56672(19) Å do 3.56712(5) Å) [1], [2], [3], [4]. Dane literaturowe pokazują, żeparametr sieciowy monokrystalicznego diamentu zależy od stopnia czystości materiału. W pracy [1]badano trzy materiały: o wysokim stopniu czystości, domieszkowany azotem i domieszkowany borem,parametry sieciowe tych materiałów wynoszą 3.56682 Å, 3.56686 Å 3.56695 Å odpowiednio przy 280 K.Jednak ze względu na małą rozszerzalność termiczną diamentu niewielki procent domieszek istotnie niewpływa na charakter zachowania zmian parametru sieciowego z temperaturą.Tabela A.1. Zestaw udokładnianych parametrów dla mieszaniny wzorców krzem-diament.Parametry doSkładniki fazoweudokładniania Diament (Aldrich) Si (SRM 640c)Skala Tak TakTłowielomian 5-go stopniaDługość falinieBłędy systematyczneZero, SyCosParametry sieci a N.U.Współrzędne atomów Brak BrakCzynniki temperaturowe Izotropowe IzotropoweProfil refleksów (funkcja, pseudo-Voigtpseudo-Voigtparametry) W ,V ,U, η 0 , x W ,V ,U, η 0 , xAsymetria Tak Tak93