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junkim 회원님의 답변을 전달하여 드립니다. 예전에 표면이 단분자 유기물로 둘러쌓인 금나노입자 (2~3 nm)를 합성하여 TEM 으로 분석한적이 있습니다. 나노입자의 합성과 분석간련하여 여러 문헌을 ？아 보았었는데 TEM 으로 크기관련분석한 결과가 대부분이고 XRD 로 크기분석한 예는 거의 본기억이 없네요. XRD 를 이용한 나노입자 크기결과는 신뢰도가 떨러질수있습니다. XRD 를 이용하여 입자크기를 측정하려면 (이하 wikipedia 참고) Scherrer equation 을 이용하는데 여기에 사용되는 상수의 변화도로 인해 TEM 에 비하여 신뢰도가 떨어짐. T= Kλ / βcosθ K is the shape factor, λ is the x-ray wavelength, β is the line broadening at half the maximum intensity (FWHM) in radians, and θ is the Bragg angle >저희가 carbon supported metal nanoparticles을 합성했습니다. 구체적으로 Pd와 관련됩니다. > >그런데 아무리 XRD를 찍어도 TEM상의 사이즈와 계산해 보면 다른 결과가 나옵니다. 그래서 드는 생각이 > >1. 혹시 carbon이 들어가면 XRD상 background peak이 커서 정확한 사이즈가 구하기 어렵다 > >2. 또는 지금 합성한 사이즈가 거의 sub-nanometer수준이므로 이 또한 정확한 입자크기 구하기 어렵운 이유중 하나다. > >3. 또 다른 하나는 carbon에 비해서 전체적으로 metal 함량이 너무 작아서 그런게 아닌가? > >하는 결론중 하나라고 생각하고 싶은데 이와 관련되어 언급된 논문을 도저히 찾을 수가 없네요. 저희가 논문을 내기 위해서는 반드시 왜 TEM과 XRD의 사이즈 계산한 값이 다르게 나온지에 대한 설명이 꼭 필요한데 혹시 이런 reference를 참고할 만한 자료나 다른 의견을 주시면 감사하겠습니다. manuscript에 reference citation을 하고 싶거든요.

제가 예전에 연료전지 촉매용으로 Pt/carbon을 측정해 보았습니다만, 1~3 nm 정도 크기에서 XRD 결과와 TEM 결과가 잘 일치하였습니다. 몇 가지 가능성이 있는데, 확인해 보십시오. 1. XRD 장비의 instrumental line broadening이 있습니다. peak 넓이에서 이것을 빼주어야 정확한 peak 넓이가 나옵니다. Pt/C의 경우에 TEM과 XRD 결과가 일치하던가요? Instrumental line broadening은 단결정을 찍어보면 알 수 있습니다. 이상적으로는 peak 넓이가 없는 직선피크가 나와야 하지만 넓이가 존재하지요. 이것이 기기 자체에서 기인하는 instrumental line broadening입니다. 2. 두 번째는 Pd의 어느 peak를 사용하셨는지요? 자료를 찾아보시면 Pd의 입자크기 결정할 때 XRD에서 주로 사용하는 peak이 있을 것입니다. 확인해 보세요. 3. Pd의 추정입자 크기가 어느정도인지요? 입자크기가 1 nm 이하라면 부정확하게 나올 수도 있습니다. 4. 본 경우에 적용될 확률이 낮지만 XRD와 TEM에서의 입자크기 차이가 날 수 있는 방법이 하나 더 있습니다. TEM은 물리적인 실제의 입자크기를 보여줍니다. 하지만 XRD는 그것이 아니고, 단일한 결정상을 가지는 domain의 크기를 알려줍니다. 즉 하나의 입자가 몇 개의 domain으로 구성되어 있다면, TEM은 매우 크게 보이고 XRD로는 훨씬 작게 보일 수도 있습니다. 5. 질문을 다시 읽어보니 sub-nanometer라는 말이 나오네요. 1nm 이하라는 말인데, 이 크기에서는 Pd의 결정성이 무너집니다. 거의 amorphous 구조지요. 아마 피크가 아주 broad하게 나올 겁니다. 탄소의 피크에도 영향을 받을 것이고요. 정확한 peak 넓이를 판단하는 것이 매우 어려울 것입니다. 이 정도 크기라면 XRD로 분석한 입자크기는 의미가 거의 없습니다. 실제 물리적인 입자크기를 알려주는 것은 TEM이니 XRD data는 버리고, TEM data를 사용하는 것이 좋겠습니다. 제가 보기에는 두 경우의 차이에 대해 discussion하는 것도 큰 의미는 없어 보입니다. * 죽 적었는데 적당한 reference는 생각이 안 나는군요. 굳이 reference를 달지 않으셔도 될 것 같습니다. >저희가 carbon supported metal nanoparticles을 합성했습니다. 구체적으로 Pd와 관련됩니다. > >그런데 아무리 XRD를 찍어도 TEM상의 사이즈와 계산해 보면 다른 결과가 나옵니다. 그래서 드는 생각이 > >1. 혹시 carbon이 들어가면 XRD상 background peak이 커서 정확한 사이즈가 구하기 어렵다 > >2. 또는 지금 합성한 사이즈가 거의 sub-nanometer수준이므로 이 또한 정확한 입자크기 구하기 어렵운 이유중 하나다. > >3. 또 다른 하나는 carbon에 비해서 전체적으로 metal 함량이 너무 작아서 그런게 아닌가? > >하는 결론중 하나라고 생각하고 싶은데 이와 관련되어 언급된 논문을 도저히 찾을 수가 없네요. 저희가 논문을 내기 위해서는 반드시 왜 TEM과 XRD의 사이즈 계산한 값이 다르게 나온지에 대한 설명이 꼭 필요한데 혹시 이런 reference를 참고할 만한 자료나 다른 의견을 주시면 감사하겠습니다. manuscript에 reference citation을 하고 싶거든요.