Tema

Klusterstrukturen ger kunskap om materialets egenskaper

Hur kommer det sig att smältpunkten för en vigselring är 1065°C, medan ett guldkluster som består av 140 atomer smälter redan vid 227°C? För att få mer kunskap om egenskaperna hos olika material måste man känna till klustrens, eller nanopartiklarnas egenskaper. Marcus Lundwall har studerat strukturen hos kluster i sin avhandling, som granskas vid Uppsala universitet den 9 februari.

Ett kluster är en liten samling atomer som är bundna till varandra. Storleken på klustren spelar en viktig roll för ett materials egenskaper, eftersom egenskaperna ofta förändras med antalet atomer i klustret. Man behöver till exempel högre temperatur för att smälta en vigselring än ett guldkluster.

För att kunna utforska klustrets kemiska egenskaper är det i sin tur viktigt att ha kunskap om dess struktur. Marcus Lundwall har i sin avhandling framför allt studerat klustrens ytor, som är speciellt intressanta eftersom det är på ytan som alla kemiska reaktioner sker.

Lundwall har producerat och studerat kluster av ädelgasatomer, som här har fått fungera som modellsystem för strukturen hos metallkluster. Klustren han har studerat består av mellan 60 och 30 000 atomer, och varierar i diameter från 1,5 till 12 nanometer. Lundwall har bland annat lyckats bestämma både den radiella strukturen och ytstrukturen på så kallade tvåkomponentskluster, det vill säga kluster som består av en blandning av två atomslag. Nanopartiklarna har undersökts med hjälp av fotoelektron- och Augerelektronspektroskopi, två metoder som tidigare har använts med stor framgång inom andra vetenskapsområden och inom industrin. Lundwalls studie visar att teknikerna fungerar väl även inom nano-området.

I sin avhandling kartlägger Marcus Lundwall också hur fria elektroner som färdas i ett material förlorar energi. I samband med det har han dessutom arbetat fram en tolkningsmodell för Augerspektra.

– De nya analysmetoderna kan användas inte bara inom klusterforskningen, utan även i studier av fasta material, berättar Lundwall

Kontaktinformation
För mer information, kontakta Marcus Lundwall, 018-471 58 74, 073-621 36 33, e-post: Marcus.Lundwall@fysik.uu.se

Klusterstrukturen ger kunskap om materialets egenskaper

 lästid ~ 1 min