Naslov
Mikrostrukturna svojstva cinkovog oksida istraživana difrakcijom rendgenskog zračenja pri visokom tlaku
(Microstructural properties of zinc oxide investigated by high- pressure X-ray diffraction)

Autori
Gazdek Petra

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Mjesto
Zagreb

Datum
04.04

Godina
2022

Stranica
42

Mentor
Vrankić, Martina ; Skoko, Željko

Ključne riječi
visoki tlak, rendgenska difrakcija u polikristalu, sinkrotron, Rietveldovo utočnjavanje, veličina kristalita, deformacije kristalne rešetke, cinkov oksid
(high-pressureX-ray diffraction, synchrotron, Rietveld refinement, cyrstallite size, lattice strain, zinc oxide)

Sažetak
Metodom rendgenske difrakcije u polikristalu istraživan je utjecaj visokog tlaka (~0–20 GPa) na strukturne i mikrostrukturne parametre cinkovog oksida, ZnO. Podaci o točnim parametrima jedinične ćelije, veličini kristalita i deformacijama kristalne rešetke dobiveni su korištenjem Rietveldove metode utočnjavanja difrakcijske slike. Opaženo je da povećanjem tlaka dolazi do pomicanja difrakcijskih maksimuma prema većem Braggovom kutu što ukazuje na smanjenje bridova kristalne rešetke, kao i do faznog prijelaza iz heksagonske kristalne strukture u kubnu. Postupak utočnjavanja heksagonske i kubne strukture ZnO pokazao je da je heksagonska struktura kompresibilnija u smjeru c, te da dolazi do linearnog smanjenja omjera c/a. Prijelaz iz heksagonske u kubnu strukturu praćen je naglim smanjenjem volumena jedinične ćelije ZnO za ~20%. Pri tome su omjeri d(100)/d(002) za heksagonsku fazu i d(020)/d(220) za kubnu fazu u velikoj korelaciji s promjenama tlaka - omjer d(100)/d(002) raste linearno s tlakom prije faznog prijelaza i odstupa od linearnog odnosa u prijelaznoj zoni, dok omjer d(020)/d(220) lagano opada s tlakom nakon faznog prijelaza. Nakon smanjenja tlaka sa 17, 92 GPa na 0 GPa ne dolazi do reverzibilnog povrata kubne strukture ZnO u isključivo heksagonsko uređenje – relativni težinski udio kubne faze pri 0 GPa iznosi ~52%, dok na heksagonsku fazu otpada ~48%. Primjena tlaka uzrokovala je proširenje difrakcijskih maksimuma i smanjenje veličine kristalita s ~35 nm pri atmosferskim uvjetima na 18 nm pri 17, 92 GPa. S druge strane, deformacije kristalne rešetke su pod utjecajem mehaničkog tlaka porasle sa 0, 35% na 0, 68%. Smanjenje tlaka s 17, 92 GPa na 0 GPa pokazalo je djelomično reverzibilan učinak na mikrostrukturne parametre – veličina kristalita je porasla s ~18 nm na ~30 nm, dok su se deformacije kristalne rešetke smanjile s 0, 68% na 0, 39%. Dobiveni rezultati u skladu su s istraživanjima objavljenim u literaturi.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Fizika

POVEZANOST RADA