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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 凝聚态物理 » 纳米棒沿着[110]方向生长，为什么{110}面是优势暴露面？
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Solarize

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by cenwanglai at 2011-06-29 10:42:39:
谢谢Solarize的回复。晶面等价确实依赖于点群，这个我去落实一下Co3O4的晶系。

根据TEM判断晶面面积比例，这个我还不能理解，还请给予指导。

一般做催化剂，不是完美单晶，材料结构实际上比较杂乱，大小 ...

文章里面的是简化的计算，实际上正如你所说的，可能需要做统计计算吧。
你可以想象是一个长方体形状的纳米棒。端面较小可以忽略。那么{110}面和{100}面的比例，只要长方体的宽和高确定了，当然就可以简单计算了。
可以参考一下王中林早期的工作，讲得更透彻。另外，也可以简单看一下成会明老师等人的Anatase TiO2 single crystals with a large percentage of reactive {001} facets,Nature, 2008, 453, 638-641。
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11楼2011-06-29 11:08:11
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孙?�730

至尊木虫 (知名作家)

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【答案】应助回帖

cenwanglai(金币+8): 谢谢回复！呵呵。 2011-06-29 13:26:48
对阁下有些印象
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=2865941
其实
楼主这次的问题与上次那个问题差不多

"棒"的方向是[110]
也就是,端面是(110)
那么,侧面应垂直于该方向
可以是[001],也可以是[1-10],
但是,
在晶体的自然生长面中
并不会有垂直于(110)
----也就是平行于[110]的方向直接显露,
而作为"棒"的侧面
即,"棒"的侧面在微观晶格尺度上(透射电镜成相的尺度)
不是"平"的,而是'锯齿'状的
而这些'锯齿'的侧面是自然生长面中的(100)和(010)面
这量两个面的"台阶"恰恰是(110)面
也就是说
催化的活性点位---台阶小面(110)
比例很大
所以这种样品的催化活性高

这次就不画图了(与上次那个帖子差不多)
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sunyu730_emuch@126.com
12楼2011-06-29 13:07:31
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cenwanglai

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老和山猥琐派九段

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引用回帖:
Originally posted by 孙?�730 at 2011-06-29 13:07:31:
对阁下有些印象
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=2865941
其实
楼主这次的问题与上次那个问题差不多

"棒"的方向是[110]
也就是,端面是(110)
那么,侧面应垂直于该方向
可以 ...

现在总结你和Solarize的回复来看，有两种情况：

（1）文章说纳米棒沿着[110]方向生长，{110}为优势暴露面。由于Co3O4晶体的立方对称性，{110}面包括了（110）面和（1-10）面等几个等价面。这些等价面的面积占总暴露面积的41%，（110）面的空闲可能只是一部分，比如50-60%,甚至更小。其他等价面的面积贡献很大。

（2）纯粹是由于纳米棒沿着[110]方向生长，（110）面和与[110]方向平行的面上锯齿台阶暴露的（110）面组成了全部的{110}面积，占据总爆楼表面积的41%。

这两种因素那个是主要的呢？如果按照（2）来理解，想想一种极致的情况：如果通过精心培养出[110]方向生长为主的良好晶体，与[110]方向平行的面上的锯齿是不是可以忽略呢？这样优势暴露面就不应该认为是{110}了？
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13楼2011-06-29 13:37:19
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孙?�730

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引用回帖:
Originally posted by cenwanglai at 2011-06-29 13:37:19:
现在总结你和Solarize的回复来看，有两种情况：

（1）文章说纳米棒沿着[110]方向生长，{110}为优势暴露面。由于Co3O4晶体的立方对称性，{110}面包括了（110）面和（1-10）面等几个等价面。这些等价面的面积 ...

0
对"棒"的约定,{110}=(110) (-1-10) (1-10) (-110)
对立方晶系 还有(101)(011)(-101)(0-11)(10-1)(01-1)(-10-1)(0-1-1)
在讨论台阶的时候,都要考虑

1
41%这个数值的获得,需要仔细分析,要查一下原文

2
"纯粹是由于纳米棒沿着[110]方向生长，（110）面和与[110]方向平行的面上锯齿台阶暴露的（110）面组成了全部的{110}面积，占据总爆楼表面积的41%"
估计是这个意思~

3
有"斜面"就有"台阶",只是有宽有窄,深刻一些讲涉及"多尺度"和"分形"的问题(偏数学),似乎不是单纯提高结晶质量可以解决的
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sunyu730_emuch@126.com
14楼2011-06-29 13:59:18
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cenwanglai

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Originally posted by 孙?�730 at 2011-06-29 13:07:31:
对阁下有些印象
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=2865941
其实
楼主这次的问题与上次那个问题差不多

"棒"的方向是[110]
也就是,端面是(110)
那么,侧面应垂直于该方向
可以 ...

细想起来，确实如此。呵呵呵呵，醒悟。
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15楼2011-06-29 14:03:25
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孙?�730

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Originally posted by cenwanglai at 2011-06-29 14:03:25:
细想起来，确实如此。呵呵呵呵，醒悟。

催化,这个方向不错
讨论不同形貌样品的活性点比例
是一种相对先进的方法

当然
新方法已经被提出
并逐渐形成"套路"
再发<自然>之类的文章
比较难

不过
可做的工作的确不少

阁下的研究方向有前途
祝--收获
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sunyu730_emuch@126.com
16楼2011-06-29 14:17:34
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Originally posted by 孙?�730 at 2011-06-29 13:59:18:
0
对"棒"的约定,{110}=(110) (-1-10) (1-10) (-110)
对立方晶系 还有(101)(011)(-101)(0-11)(10-1)(01-1)(-10-1)(0-1-1)
在讨论台阶的时候,都要考虑

1
41%这个数值的获得,需要仔细分析,要查一 ...

今天又看了一下原文的图。发现图1f没有引起足够的重视。

初略量了一下尺寸：（1-10）边长是155，（001）边长是230，单位为相对值。

155/(155+230)=40.3% 。

据此，我觉得应该简单来看TEM结果。纳米棒长径比很大，可以忽略端面的影响。考虑端面对总{110}面积贡献应该是很小的正值，所以结果可以圆整为41%。

至于[110]侧面的突起、台阶，有{110}的，自然也有{001}的，二者比例按分形来算也不确定，应该可以忽略之。

您觉得呢？
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17楼2011-07-02 08:45:53
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cenwanglai

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Originally posted by Solarize at 2011-06-29 11:08:11:
文章里面的是简化的计算，实际上正如你所说的，可能需要做统计计算吧。
你可以想象是一个长方体形状的纳米棒。端面较小可以忽略。那么{110}面和{100}面的比例，只要长方体的宽和高确定了，当然就可以简单计算 ...

纳米棒长径比很大，断面面积可以忽略，据此按照图1f测两个侧面的边长求比例，结果如上楼。

应该就是如您所说。

谢谢！
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18楼2011-07-02 08:48:25
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Originally posted by cenwanglai at 2011-07-02 08:45:53:
今天又看了一下原文的图。发现图1f没有引起足够的重视。

初略量了一下尺寸：（1-10）边长是155，（001）边长是230，单位为相对值。

155/(155+230)=40.3% 。

据此，我觉得应该简单来看TEM结果。纳米棒 ...

图f选取结构单元的依据可以有不同的理解
那显然不是"棒"的长径比
只是一个等效单元的

另外
在下认为
比例不是40%
而是80%
因为
{100}族有6成员
{110}族有12成员
~~~
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19楼2011-07-02 12:25:49
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Originally posted by 孙?�730 at 2011-07-02 12:25:49:
图f选取结构单元的依据可以有不同的理解
那显然不是"棒"的长径比
只是一个等效单元的

另外
在下认为
比例不是40%
而是80%
因为
{100}族有6成员
{110}族有12成员
~~~

为避免误解，我详细说一下我的理解：

图f显示在显示屏上，水平方向长度为230,竖直方向长度为155. 正面[110]方向是端面。

230和155正是这个端面的长宽比，也是图g中长方体（001）面和（1-10）面的面积之比，对应{001}的面积和{110}的面积之比。

{110}面积/({110}面积+{001}面积)=155/（155+233）=40.2%

所有纳米棒都是这样的形状：沿着[110]方向生长，保持该面长宽比不变。这个时候，并不需要考虑等价面的数量。



新的问题：

但是为什么说{110}是优势暴露面，而不说{001}是优势暴露面呢？后者比例60%呢。
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20楼2011-07-02 15:40:08
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