Pytanie:
Jaki jest powód rozbieżności między obrazem obliczonym metodą DFT a obrazem uzyskanym za pomocą NC-AFM w tym artykule?
Ruslan
2015-01-13 18:42:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Patrząc na obrazy w tym artykule, zauważyłem, że obrazy gęstości elektronowej cząsteczek obliczone za pomocą DFT wyglądają bardzo symetrycznie, podczas gdy te otrzymane za pomocą NC-AFM wydają się nieco zniekształcone. Mianowicie pierścień po lewej stronie (ten z grupą $ \ ce {OH} $) wygląda na wydłużony, podczas gdy ten po prawej jest, przeciwnie, ściśnięty w kierunku poziomym, a grupa $ \ ce {OH} $ wydaje się pochylony do atomu $ \ ce N $. Ponadto obliczony obraz wydaje się znacznie bardziej rozmazany, podczas gdy zmierzony daje kilka wysoce zlokalizowanych "prętów" gęstości dla wiązań.

Utworzyłem kombinację gif z tych dwóch obrazów, aby różnica była łatwiej zobaczyć:

enter image description here

Tutaj B to wersja obliczona na DFT, podczas gdy F to wersja zmierzona przez NC-AFM.

Mogę przypuszczać jedną lub kilka z następujących może być jedną z przyczyn takiego stanu rzeczy:

  1. Podłoże $ \ ce {Cu (111)} $ nie zostało uwzględnione podczas obliczania (? ), podczas gdy w pomiarze wydaje się zniekształcać cząsteczkę

  2. DFT, jako metoda przybliżona, daje zbyt uproszczone wyniki

  3. Różnica między rozmazaniem a cienkimi pręcikami może wynikać z tego, że w przypadku DFT obraz przedstawia gęstość elektronów, podczas gdy w przypadku AFM obraz pokazuje przesunięcia częstotliwości AFM, które niekoniecznie są takie same.

  4. Sonda mikroskopu zniekształca cząsteczkę

Jakie są prawdziwe przyczyny tych różnic?

Dwa odpowiedzi:
permeakra
2015-01-13 19:03:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

1) Zdecydowanie. Zaadsorbowane cząsteczki często są bardzo zniekształcone, aż do reakcji chemicznej z podłożem, zwłaszcza gdy używana jest powierzchnia reaktywna. Pomimo powszechnego nieporozumienia, nawet powierzchnie z metali szlachetnych są dość reaktywne.

2) DFT, chociaż jest rzeczywiście niedokładny (jak każda kalkulacja przy ograniczonym rozmiarze bazy), bardzo dobrze wychwytuje główne cechy gęstości elektronicznej.

3) AFM oznacza mikroskopię sił atomowych, która nie jest bezpośrednio związana z gęstością elektronową. Teraz cząsteczka naftalenu ma duży układ $ \ pi $, który jest bardzo podatny na polaryzację. Ponieważ nieważne siły międzyatomowe wykraczające poza interakcje elektrostatyczne zwykle rosną wraz z polaryzacją oddziałujących cząstek, spodziewałbym się, że na obrazach NC-AFM podświetlone zostaną układy $ \ pi $.

4) Nie jestem ekspertem w dziedzinie mikroskopia atomowa, ale nigdy nie czytałem o takiej możliwości w artykułach, z którymi pracowałem, chociaż prace, które zwykle pracuję z używanym STM. i głównie SEM.

Geoff Hutchison
2015-01-13 23:00:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

To nie jest moja dziedzina, ale z pewnością ją śledziłem. Sądzę, że jest to kombinacja wszystkich powodów, plus jeszcze jeden.

  • Myślę, że zwykle rozważane jest podłoże, ale niedoskonałości i wady powierzchni mogą nie być odpowiednio rozważone.
  • Być może, chociaż myślę, że jest to prawdopodobnie mniej ważne niż inne przyczyny.
  • Dokładnie. Gęstość elektronów obliczona przez DFT nie jest dokładnie tym, co mierzy AFM.
  • Sonda z pewnością będzie miała różne interakcje z cząsteczką i może być subtelnie asymetryczna.

Wydaje mi się, że najbardziej prawdopodobny winowajca jest inny.

W AFM (i wszystkich metodach ze skanowaną sondą) substrat rzadko jest prostopadły do ​​sondy. Wykonywana jest niewielka korekcja obrazu, aby „dopasować linię” do podłoża.

Zastanów się, czy robisz zdjęcie strony na biurku. Strona jest prawdopodobnie lekko obrócona w płaszczyźnie biurka, ale kamera prawie nigdy nie jest dokładnie równoległa do biurka. Powoduje to „keystoning”.

Oprogramowanie AFM koryguje ten efekt, a użytkownicy mogą dopasować się nieco po zebraniu danych, ale może to powodować subtelne zniekształcenia.



ⓘ
To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...