Project R-1770

BOF-programma Korte Verblijven: Dr. Gabor Katona en dr. Zoltan Erdelyi (Onderzoek)

Geïsoleerde metalen nanoclusters die het vooruitzicht bieden om gebruikt te worden als bouwstenen in de zich snel ontwikkelende gebied van nanotechnologie, hebben in het laatste decennium veel interesse naar zich toe getrokken. Momenteel zijn op grootte geselecteerd nanodeeltjes / clusters meestal elementair en beperkt in diameter tot onder 10nm. Natuurlijk, wil men deze klasse uitbreiden tot verbindingen en legeringen. Wat dit laatste betreft zijn 4nm Fe50Pt50 nanodeeltjes [1,2] een belangrijk voorbeeld met een hoog potentieel voor ultra-hoge dichtheid magnetische opname vanwege hun ferromagnetisch gedrag bij kamertemperatuur in tegenstelling tot zuivere Fe clusters van dezelfde grootte die sterke fluctuerende superparamagnets zijn. Een ander voorbeeld zijn FeXMo100-X legering nanodeeltjes (1-3nm) die naar verwachting fungeren als katalysator voor de beheerste groei van koolstof nanobuisjes (METACEL). Even belangrijk zijn chemisch bereid bimetallic kern-schil deeltjes die leiden tot buitengewone katalytisch gedrag [3]. Hoewel legering nanodeeltjes zeer aantrekkelijke objecten zijn voor vele toepassingen, blijft het inzicht in het proces van de vorming van legeringen voor functie maten ruim onder 10nm nog steeds een uitdagende taak. Aan de ene kant is legering vorming theoretisch voorspeld[4] en experimenteel [5] gevonden, zelfs voor metalen die bekend staan als onmengbaar in de bulk fase na de vermindering van de deeltjes onder een kritische waarde (2-3nm) [5]). Aan de andere kant, surfacesegregated, core-shell nanodeeltjes kunnen worden geproduceerd in systemen zoals Pd-Ag [3], die zijn bekend staan dat zij volledig mengbaar zijn in de bulk fase. Daarnaast werd ook geconstateerd dat de vorming van een legering sterk afhankelijk is van de vorm van nanodeeltjes: terwijl in onze experimenten, een magisch aantal Au55 clusters niet vermengen met In atomen tijdens In depositie op de top van de deeltjes, niet-magische Au clusters (1-3nm) vormen daadwerkelijk een legering (AuIn2) [6]. Dit gedrag werd later uitgelegd door Nature Materials (Research Highlights) als "Structuur in grootte" [7]. Met het oog op het fundamentele probleem van de legeringselementen / intermixing op nanoschaal voor technologisch belangrijk legeringen, systematische simulaties en experimenten zijn nodig om alle relevante sleutelfactoren te identificeren. Hier is Zoltan Balogh een perfecte kandidaat omdat hij heeft grote ervaring heeft in Kinetic-Monte-Carlo-simulaties en XPS-analyse van niet-klassieke diffusie verschijnselen voor planaire systemen (ultradunne films) [8,9]. Tijdens het geplande verblijf zou hij beginnen met de uitbreiding van de MD simulaties naar sferische geometrieën (nanodeeltjes) en het analyseren van de legering vorming van FeMo nanodeeltjes (gebruikt in de METACEL & Methusalemprogramma projecten als katalysatoren voor koolstof nanobuis groei) gebruik makend van onze nieuwe XPS-faciliteit (PHI 5600LS) .

01 juni 2009 - 31 augustus 2009