12.13. Термолиз

Наночастицы могут также образовываться в результате разложения при высокой температуре твердых веществ, содержащих катионы металлов, молекулярные ионы или металлоорганические соединении. Такой процесс называется термолизом. Для этого используется установка, показанная на рис. 12.18.

Рис. 12.18. Схема установки для термолиза

Вещество (например, кластер LiN₃) помещается в откачанную кварцевую трубку и нагревается до 400^оС. При температуре ~370^oC азид лития начинает разлагаться с выделением газообразного N₂ , что можно определить по увеличению давления в вакуумированном пространстве. Далее, после дополнительной откачки, N₂ полностью удаляется. Оставшиеся атомы лития объединяются в коллоидные металлические частицы. Указанным методом можно получить частицы с размерами около 5 нм. Кроме того, с помощью такой установки можно также пассивировать частицы, вводя в камеру соответствующий газ.

Наличие наночастиц можно детектировать методами электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) электронов проводимости металлических частиц. Методом ЭПР измеряют поглощение энергии микроволнового излучения, которое происходит вследствие индуцируемых переходов между спиновыми состояниями m_s, расщепленных постоянным магнитным полем. В результате получаются спектры, подобные изображенным на рис. 12.19.

Рис. 12.19. Пример ЭПР-спектров наночастиц при разной температуре

По сдвигу g-фактора и ширине линии спектра можно оценить размер частиц.

Обычно производная ЭПР-сигнала весьма симметрична, однако в случае наночастиц (точнее электронов проводимости) релаксационные явления делают сигнал сильно асимметричным. Степень асимметрии определяется малостью размеров наночастиц.