Kobolttiyhdisteiden hapetustilan määritysmenetelmät röntgenabsorptiospektristä

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202002171368
Title: Kobolttiyhdisteiden hapetustilan määritysmenetelmät röntgenabsorptiospektristä
Author: Tikkanen, Emmi
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202002171368
http://hdl.handle.net/10138/311816
Thesis level: master's thesis
Degree program: Materiaalitutkimuksen maisteriohjelma
Master's Programme in Materials Research
Magisterprogrammet i materialforskning
Specialisation: Kokeellinen materiaalifysiikka
Experimental Material Physics
Experimentell materialfysik
Discipline: none
Abstract: Röntgenabsorptiospektroskopia (X-ray absorption spectroscopy, XAS) kuvaa röntgensäteilyn absorboitumistodennäköisyyttä tutkittavaan materiaaliin röntgenfotonien energian funktiona. XAS-spektroskopiaa hyödynnetään monilla tieteenaloilla kuten fysiikassa, materiaalitutkimuksessa, kemiassa ja biologiassa. Menetelmällä saadaan yksityiskohtaista tietoa valitun alkuaineen ympäristöstä ja materiaalin rakenteesta atomitasolla. Kun röntgenfotonin energia vastaa tutkittavan atomin sidosenergiaa, absorptio kasvaa jyrkästi. Tämän nousun eli absorptioreunan paikkaa ei ole yksiselitteisesti määritelty, vaan kirjallisuudessa esiintyy yhä toisistaan poikkeavia menetelmiä absorptioreunan paikan määritykseen XAS-spektristä. Tutkielmassa hyödynnetään XANES-spektroskopiaa (X-ray Absorption Near Edge Structure), joka kuvaa absorptioreunan läheistä aluetta XAS-spektrissä, ja keskitytään koboltin K-kuoren XANES-spektroskopiaan. Työssä tutkitaan absorptioreunan paikan eri määritysmenetelmiä kobolttioksidien CoO, Co2O3, Co3O4 ja LiCoO2 XANES-spektreistä. Käytetyt reunan määritysmenetelmät ovat 1) absorptioreunan puolivälikorkeutta vastaavan energian etsiminen, 2) keskiarvon laskeminen niistä energioista, joilla reunan korkeus saavuttaa 20% ja 80% maksimiabsorptiosta, 3) reunan ensimmäisen käännepisteen etsiminen ja 4) reunan jyrkimmän käännepisteen etsiminen. Tutkielman kirjallisuuskatsauksessa käsitellään röntgenabsorptiospektroskopiaa keskittyen XANES-spektroskopiaan. Kirjallisuuskatsauksessa esitellään eri menetelmiä absorptioreunan määritykseen. Kokeellisessa osiossa mitataan kobolttioksidien spektrit ja verrataan eri menetelmillä määritettyjä absorptioreunojen paikkoja tunnettuihin hapetustiloihin ja pyritään etsimään lineaarista riippuvuutta reunan paikan ja hapetustilan välille. Pienin epätarkkuus, noin 10%, suoran sovituksessa saatiin hapetustilojen ja jyrkimmän käännepisteen menetelmällä määritettyjen reunan paikkojen välille. Tällä menetelmällä sovitussuoran kulmakerroin oli myös suurin, joten voidaan todeta tämän menetelmän herkkyyden olevan suurin. Toisaalta kulmakerroin poikkeaa myös selvästi muilla menetelmillä määritetyistä kulmakertoimista.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Tikkanen_Emmi_Pro_gradu_2020.pdf 5.164Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record