Journal of Experimental and Theoretical Physics
HOME | SEARCH | AUTHORS | HELP      
Journal Issues
Golden Pages
About This journal
Aims and Scope
Editorial Board
Manuscript Submission
Guidelines for Authors
Manuscript Status
Contacts


ZhETF, Vol. 159, No. 1, p. 5 (January 2021)
(English translation - JETP, Vol. 132, No. 1, January 2021 available online at www.springer.com )

Исследование поверхности кремнезоля методом рентгеновского рассеяния
Тихонов А.М., Асадчиков В.Е., Волков Ю.О., Рощин Б.С., Хонкимаки В., Бланко М.В.

Received: June 17, 2020

DOI: 10.31857/S0044451021010016

PDF (666.4K)

Методами рефлектометрии и диффузного (незеркального) рассеяния синхротронного излучения с энергией фотонов около 71 кэВ исследована структура планарной поверхности коллоидных растворов аморфных 27-нанометровых частиц кремнезема, обогащенных тяжелыми щелочными ионами K+, Rb+ и Cs+. В работе для жидкофазных систем применен самосогласованный подход, позволяющий без использования какой-либо априорной информации о приповерхностной структуре восстановить по экспериментальным данным как профили электронной концентрации перпендикулярно поверхности гидрозоля, так и спектры корреляционной функции высот в плоскости поверхности. Представленный анализ показывает, что при высоких pH щелочные катионы с большим радиусом и поверхностной концентрацией (5\pm 1)\cdot 10^{18} м-2 замещают ионы Na+ с меньшим радиусом. Этот результат находится как в качественном согласии с зависимостью одноионной электростатической свободной энергии Харкаца-Улструпа от ионного радиуса, так и в количественном хорошо соответствует данным других работ с использованием капиллярно-волнового подхода. Интегральное значение эффективной высоты шероховатости границ раздела 3.2\pm 0.5 A в пределах погрешности совпадает с предсказанием теории капиллярных волн, однако полученные из эксперимента спектры корреляционной функции высот принципиально отличаются от теоретических в области низких пространственных частот u < 10-3 нм-1. Аппроксимация спектров суммой двух K-корреляционных распределений указывает на переход от собственной шероховатости компактного слоя ионов щелочных металлов к капиллярной шероховатости поверхности жидкости в области корреляционной длины около 1 мкм. Совокупность имеющихся данных, по нашему мнению, свидетельствует о дроблении этого слоя на двумерные кластеры - острова Вигнера.

 
Report problems