Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт физики

КАФЕДРА ФИЗИКИ ТВЁРДОГО ТЕЛА

Направление: 010700.62 – Физика

Специализация: Физика твёрдого тела

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

(Бакалаврская работа)

мёссбауэровскАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ НАНОЧАСТИЦ

CORE-SHELL ТИПА

Работа завершена:

"___"_________ 2014г. ____________________ (А.Ф. Абдуллин)

Работа допущена к защите:

Научный руководитель,

ассистент

"___"_________ 2014г. ____________________ (А.В. Пятаев)

Заведующий кафедрой:

д.ф.-м. н., профессор

"___"_________ 2014 г. ____________________ (Л.Р. Тагиров)

Казань – 2014

Содержание

Содержание 2

Введение 3

ГЛАВА 1. Наночастицы core-shell типа и их приложения 5

ГЛАВА 2. Исследование динамики кристаллической решетки наночастиц методом ядерного гамма резонанса 9

1.1 Модель Дебая твёрдого тела 9

1.2 Некоторые способы изучения поверхности твёрдых тел 13

ГЛАВА 3. Изучение наночастиц core-shell типа созданных в макромолекулах жидкокристаллического дендримера поли(пропилен имина) второй генерации 18

3.1 Исследованный образец и экспериментальная техника 18

3.2 Применение модельно-зависимого метода к моделированию мёссбауэровских спектров магнитных наночастицcore-shell типа 19

3.3 Низкотемпературные мессбауэровские исследования наночастиц core-shell типа созданных в макромолекулах жидкокристаллического дендримера поли(пропилен имина) второй генерации 23

Обсуждение результатов 27

Заключение 29

Список литературы. 30

Введение

В настоящее время наночастицы core-shell применяются в различных областях науки и техники [1]. В частности известны применения магнитных флуоресцентных наночастиц как доставщиков лекарственных средств [2-4]; биметаллических Au/Ag наночастиц core-shell типа для обнаружения рака и опухолевых клеток в теле [5]. Железосодержащие частицы Fe (core) Fe₂O₃ (shell) использовались для обнаружения повреждённых молекул ДНК [6]. Наночастицы с ядром и оболочкой, сделанными из полупроводников и/или металла находят применения в современной спинтронике и наноэлектронике [7]. В некоторых частных случаях (например, в случае флуоресцентных наночастиц) определяющим являются свойства поверхности наночастицы. Так как именно поверхность взаимодействует с другим веществом или внешним полем. В случае наличия резонансного изотопа чувствительность Мёссбауэровской спектроскопии к локальным структурным и магнитным неоднородностям делает её одним из возможных методов исследования таких материалов. Различные модификации метода ядерного гамма-резонанса позволяют изучать поверхность твёрдого тела с разрешением вплоть до атомных слоёв в объёмных материалах. В случае достаточно малых наночастиц это становится возможным и в геометрии пропускания [8].

Изучение внутренней структуры, динамических, магнитных свойств и их особенностей в различных слоях наночастиц является важной задачей с точки зрения создания, управления свойствами и всевозможного применения композитов на базе наночастиц core-shell типа.

Целью данной работыявлялось исследование динамики атомов поверхности наночастицcore-shellтипа методом низкотемпературной мёссбауэровской спектроскопии.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:были проведены низкотемпературные мёссбауэровские измерения наночастицcore-shellтипа созданных в макромолекулах жидкокристаллического дендримера поли(пропилен имина) второй генерации; были развиты модельные представления для описания свойств наночастицcore-shellтипа и выполнена их апробация; выполнен анализ и сравнение полученных результатов с данными полученными другими методами.