Yliopiston etusivulle Suomeksi På svenska In English Helsingin yliopisto

Compton-sironnan mallintaminen ioninesteistä

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Fysiikan laitos fi
dc.contributor.author Koskelo, Jaakko fi
dc.date.accessioned 2012-12-03T13:00:16Z
dc.date.available 2012-12-03T13:00:16Z
dc.date.issued 2012-12-03
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/37683
dc.description.abstract Ioninesteet ovat suoloja, joilla on matala sulamislämpötila (alle noin 100 °C). Niillä on useita hyödyllisiä ominaisuuksia ja lukuisia mahdollisia sovelluksia. Tarkempi tieto ioninesteiden atomitason rakenteesta on kuitenkin tärkeää niiden ominaisuuksien ja mahdollisuuksien ymmärtämiseksi sekä sovellusten kehittämiseksi. Tässä työssä tutkittiin 1-3-dimetyyli-imidazoliumkloridia ([mmim]Cl), joka on molekyylimassaltaan kevyt prototyyppinen ionineste. Tässä tutkielmassa hyödynnettiin epäelastista röntgensirontaa uuden informaation saamiseksi. Epäelastisessa röntgensironnassa fotoni siroaa elektronisysteemistä luovuttaen sekä energiaa että liikemäärää. Fotonin epäelastista sirontaa kutsutaan Compton-sironnaksi, kun energian- ja liikemääränsiirto on suuri. Compton-sirontaa voidaan käyttää aineen atomi- ja molekyylitason rakenteen tutkimisessa, sillä Compton-sirontakokeissa määritettävä suure, Compton-profiili, on herkkä atomien välisen geometrian muutoksille. Mittaustulosten tulkinta on kuitenkin haastavaa ja laskennallisella mallintamisella on siinä suuri rooli. Tässä tutkielmassa laskettiin [mmim]Cl:n neste- ja kidefaasien isotrooppisten Compton-profiilien erotus (erotusprofiili). Tiettyjen oletusten ollessa voimassa Compton-profiili riippuu elektronien liikemäärätiheydestä, joten profiilit voidaan määrittää aineen perustilaa kuvaavien elektronirakennelaskujen avulla. Tässä tutkielmassa elektronirakennelaskuissa käytettiin Kohn-Sham-tiheysfunktionaaliteoriaa, periodisia reunaehtoja ja Gaussisia kantajoukkoja elektronitiloille. Lisäksi laskennan tarkkuuteen vaikuttavia tekijöitä arvioitiin. Liikemäärähilan tiheydellä sekä vaihto-korrelaatiofunktionaalin ja kantajoukon valinnalla havaittiin olevan suuri vaikutus laskettuun erotusprofiiliin. Nämä tekijät olivat selkeästi merkittävämpiä kuin nesterakenteiden äärellisestä määrästä johtuva tilastollinen epätarkkuus. Erotusprofiilin tulkitsemiseksi kiderakenteesta otettuun yhteen [mmim]Cl-ionipariin tehtiin muutoksia käytetyn nesterakenteen perusteella ja tarkasteltiin näiden muutosten vaikutusta Compton-profiiliin. Sekä molekylääristen ionien sisäisen rakenteen että ionien välisen geometrian muutosten havaittiin vaikuttavan merkittävästi laskettuun erotusprofiiliin. Tässä työssä esitetyt tulokset auttavat kokeellisen erotusprofiiliin tulkinnassa ja selittämisessä. fi
dc.language.iso fi fi
dc.title Compton-sironnan mallintaminen ioninesteistä fi
dc.type.ontasot Pro gradu -työ fi
dc.subject.discipline Fysiikka fi

Files in this item

Files Description Size Format View/Open
gradu_koko.pdf 536.3Kb PDF View/Open
This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search Helda


Advanced Search

Browse

My Account