Исследования структуры сверхпроводников Y1-x Yb x Ni2 B2 C, ряда полидисперсных систем, полимеров и белков методами EXAFS-спектроскопии и малоуглового рассеяния тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Конарев, Петр Валерьевич

• Конарев, Петр Валерьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2001

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Конарев, Петр Валерьевич

Введение

Глава 1 Исследование локальной структуры сверхпроводящих борокарбидов серии Yi.xYbxNi2B2C с помощью EXAFS-спектроскопии

1.1 Сравнительный анализ результатов исследований структуры 9 и свойств борокарбидов типа RNi2B2C (R- редкоземельный элемент)

1.2 Физические основы спектроскопии рентгеновского поглощения

1.3 Методика обработки EXAFS-спектров

1.4 Экспериментальная EXAFS-станция

1.5 Результаты EXAFS измерений сверхпроводящих борокарбидов 28 серии Yi-xYbxNi2B2C, синтезированных при высоких давлениях

1.5.1 Анализ локальной структуры YNi2B2C и 29 Yi.xYbxNi2B2C (х = 0.15, 0.4, 1.0) с высоким уровнем допирования иттербием по данным EXAFS-спектров выше К-края Ni поглощения

1.5.2 Анализ локальной структуры У^УЬхМгВгС 36 (х = 0.0, 0.01, 0.025, 0.05, 0.10) с низким уровнем допирования иттербием по данным EXAFS-спектров выше К-края Ni поглощения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследования структуры сверхпроводников Y1-x Yb x Ni2 B2 C, ряда полидисперсных систем, полимеров и белков методами EXAFS-спектроскопии и малоуглового рассеяния»

История современной физической науки показывает, что рентгеновское излучение является эффективным средством для физической, химической, биологической и структурной характеризации вещества. Например, рентгеновская флуоресценция широко используется для качественного и количественного анализа вещества, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия может использоваться для изучения электронной структуры вещества. Рентгеновская кристаллография позволяет определять трехмерные структуры на атомном разрешении, а различные методики рентгеновского рассеяния дают структурную информацию для аморфных материалов с разной степенью разрешения.

Особое развитие в последние десятилетия получила методика исследования тонкой структуры рентгеновских спектров поглощения, получившая английскую аббревиатуру EXAFS - (extended X-ray absorption fine structure) или EXAFS -спектроскопия. Хотя само это явление и его основное объяснение в терминах квантомеханического интерференционного эффекта было известно еще с 1930х годов, оно не стало практическим методом до тех пор, пока не произошло два события: развитие Штерном и др. в 1974-1975 годах математического аппарата для описания физики данного процесса и предложение простого метода обработки данных; появление высокоинтенсивных синхротронных источников с высоким энергетическим разрешением. Как следствие этих двух достижений, число выполняемых EXAFS экспериментов начиная с 1970 года росло по экспоненциальной зависимости. Количество информации, которое можно получить из отдельного EXAFS эксперимента (обычно это всего около 10-20 параметров, характеризующих локальную структуру вокруг атома поглотителя, таких как координационные числа, межатомные расстояния и факторы Дебая-Валлера) несравнимо с тем, что имеется в рентгеновской дифракции, но в то же время информация от хорошо подготовленного эксперимента может оказаться уникальной и недоступной другими методами. EXAFS-спектроскопия (определяющая ближний порядок, локальную структуру в системе) особенно эффективна в сочетании с другими взаимодополняющими методиками, такими как рентгеновская дифракция или малоугловое рентгеновкое рассеяние (дающими информацию о дальнем порядке и надмолекулярной структуре вещества).

Использование синхротронных источников рентгеновского излучения значительно расширило применение EXAFS-спектроскопии и малоуглового рассеяния в структурных исследованиях. Преимущество синхротронного излучения (СИ) по сравнению с излучением рентгеновских трубок определяется значительно более высокой интенсивностью непрерывного рентгеновского спектра и отсутствием в СИ характеристических линий, которые затрудняют экспериментальное исследование рентгеновских спектров поглощения и рассеяния с использованием рентгеновских трубок. Излучение в рентгеновских трубках происходит при резком торможении электронов, летящих со скоростью порядка 104 м/с в тонком слое металла и при этом практически вся энергия электронов превращается в тепло, что и ограничивает мощность рентгеновского пучка. В случае синхротронного ускорителя коротковолновое электромагнитное излучение возникает при движении электрона по замкнутой орбите с релятивисткой скоростью. Эффективность СИ вызвана сочетанием следующих важнейших для структурных приложений свойств: очень высокая интенсивность рентгеновского излучения очень широкий спектральный интервал малая угловая расходимость малый размер фокуса высокая степень поляризации периодическое прерывание пучка во времени Каждое из этих свойств и комбинация ряда из них позволили ставить исследования фундаментального и прикладного плана, немыслимые до применения синхротронного излучения. Для EXAFS-спектроскопии и малоуглового рассеяния пока используется главным образом высокая интенсивность пучка, малая угловая расходимость его, широкий спектральный интервал. Область длин волн в синхротронных источниках охватывает интервал от жесткого рентгеновского излучения до диапазона вакуумного ультрафиолетового излучения. К сожалению, при работе с СИ имеются свои трудности, обусловленные наличием в спектре жесткой компоненты, которая может проходить через кристалл-монохроматор за счет отражения в высших порядках, что порой приводит к сильному искажению спектров при съемке EXAFS.

Хотя традиционные методы структурного анализа (такие как рентгеновская дифракция) имеют, как правило несомненные преимущества при исследовании бездефектных кристаллов перед методами EXAFS-спектроскопии, последние в ряде случаев дают ценную дополнительную информацию об исследуемых объектах. Например, при обработке EXAFS-спектров сравнительно просто можно получать сведения о двухчастичной функции распределения атомов заданного типа. Напротив, интенсивности брэгговских максимумов определяются параметрами одночастичной функции распределения и не зависят тем самым от того, насколько сильно скоррелировано движение соседних атомов. Весьма эффективно EXAFS-спектроскопия используется при исследовании ближнего окружения тяжелых атомов (обычно металлов), входящих в состав сложных органических молекул. Актуальность таких исследований обусловлена тем обстоятельством, что именно атомы металлов вместе с ближайшим окружением (активные центры) часто играют важную роль в биохимических процессах, (например, группы гемов в гемоглобине). Получение нужной информации об отдельных атомах в чрезвычайно больших и сложных молекулах традиционными методами является непростой задачей. EXAFS-спектроскопия может как уточнить сведения, полученные при обработке дифракционных данных, так и оказаться основным источником структурной информации. Немаловажным является то обстоятельство, что для съемки EXAFS не нужны кристаллические образцы.

Одной из наиболее перспективных областей применения EXAFS-спектроскопии является исследование геометрии ближнего окружения примесных атомов в конденсированных средах (примеси в объеме и на поверхности твердых тел, растворы и т.п.). Здесь в полной мере проявляется преимущество избирательного характера, присущего спектральным методам, - возможность исследовать ближнее окружение атомов только нужного типа.

Малоугловое рентгеновское рассеяние, представляющее собой центральную часть дифракционной картины также позволяет исследовать вещества самой разнообразной структуры, в которых характерные размеры неоднородностей лежат в диапазоне Ю'-ИО4 А. В частности, наиболее успешно метод малоуглового рассеяния применяется к следующим классам объектов:

Биологические активные соединения. С помощью малоуглового рассеяния изучается строение биологических макромолекул и их комплексов (белков, нулеиновых кислот, вирусов, мембран и др.) При этом удается исследовать строение частиц в водно-солевых растворах, то есть в условиях, приближенных к условиям их функционирования.

Жидкости, полидисперсные коллоидные системы и аморфные тела. Применение малоуглового рассеяния дает возможность анализа термодинамических характеристик и кластерной структуры жидкостей, флуктуации плотности и разделения фаз в стеклах и других аморфных телах.

Полимерные соединения. Малоугловым рассеянием исследуются особенности укладки и общие характеристики натуральных и синтетических полимеров как в растворах, так и в твердом состоянии.

Поликристаллические и пористые вещества, сплавы, порошки. Малоугловое рассеяние позволяет исследовать различные характеристики дисперсной структуры твердых тел - пределы растворимости в твердых растворах, размеры зерен в порошках, пор в пористых веществах, кристаллитов в поликристаллах, дефекты в металлах.

Существенное расширение возможностей описания структуры вещества достигается при исследовании двумя комплементарными рентгеновскими методами EXAFS и малоуглового рассеяния. Несмотря на успехи в развитии экспериментальной аппаратной составляющей данных методик, остается много нерешенных проблем с вычислительно-интерпретационной стороной исследований. Поэтому для разработки оптимальной системы извлечения структурной информации из данных EXAFS и малоуглового рассеяния нами были разработаны новые методы нелинейного моделирования. Для проверки разработанных подходов был выбран широкий спектр соединений различной физической природы, что позволило наиболее полно оценить значимость этих алгоритмов. Таким образом, совместное исследование структуры взаимодополняющими рантгеновскими методами, использующими синхротронное ислучение и развитие новых методов моделирования является весьма актуальной задачей.

В настоящей диссертационной работе представлены результаты исследования структуры вещества двумя взаимодополняющими рентгеновскими методиками: EXAFS-спектроскопией и малоугловым рассеянием с использованием синхротронного излучения. В первом случае (EXAFS-метод), изучалась локальная структура сравнительно новых недавно открытых сверхпроводящих борокарбидов серии Y].xYbxNi2B2C, была установлена связь между особенностями локальной структуры и изменением электронных свойств в данных системах. Результаты исследований описаны в первой главе. Во втором случае (малоугловое рассеяние), проводилось исследование фазового состава трехкомпонентной микроэмульсии и характеризация внутреннего состава смеси при температурном фазовом переходе. Результаты исследований описаны во второй главе. Третья глава посвящена описанию разработанной автором программы PEAK для интерактивного фитирования гауссовых профилей и вычисления структурных параметров и ее применению для анализа внутренней структуры полимерной матрицы поли(октадецилсилаксана). В четвертой главе описаны свойства и возможности разработанных автором новых программных пакетов EXPROG-F (предназначеного для анализа данных флуоресцентной и обычной EXAFS-спектроскопии) и MASSHA (аббревиатура от английского Manipulation of Atomic Structures and SHape Analysis, предназначенного для моделирования трехмерных макромолекулярных структур по данным малоуглового рассеяния). Для биологических объектов (например, белков, содержащих атомы металлов в качестве активных центров) оказывается возможным использование обеих методик. В пятой главе описаны результаты совместных исследований методами EXAFS и малоуглового рассеяния на примере моноксида углерода дегидрогеназы и цинк бета-лактамазы, давшие ценную информацию как о внутренней локальной структуре активных центров, так и надатомной четвертичной структуре исследуемых белков в растворе.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Конарев, Петр Валерьевич

Заключение

В настоящей диссертационной работе были проведены систематические исследования локальной и надатомной структуры сверхпроводящих борокарбидов, трехкомпонентных микроэмульсий и белков. Для изучения локальной структуры сверхпроводящих борокарбидов серии Yi.xYbxNi2B2C были выполнены эксперименты по EXAFS-методике "на прохождение" на международных станциях научных синхротронных центров LURE (Орсэ, Франция) и DESY (Гамбург, Германия) в широком диапазоне температур и концентраций Yb, как для образцов, синтезированных при высоких давлениях, так и в обычных условиях. Исследованы температурные зависимости дальней тонкой структуры рентгеновских спектров поглощения выше К-края поглощения никеля в Yi.xYbxNi2B2C (для х=0; 0.025, 0.05, 0.10,-0.15; 0.4; 1.0), синтезированных при высоком давлении до 8 ГПа, а также YN12B2C, синтезированного при обычных условиях. Обнаружено аномальное поведение факторов Дебая-Валлера Ni-Ni связи в области температур ниже 25К, не согласующееся с гармонической моделью Эйнштейна. Было найдено, что длина Ni-Ni связи увеличивается с температурой от 2.48 А до 2.49 А, это короче, чем для Ni металла (2.51 А), что подтверждает наличие сильной металлической связи. Температура Эйнштейна для Ni-Ni связи достигает минимального значения при концентрации Yb х=0.025, что коррелирует с увеличением критической температуры наблюдаемой для этой концентрации. Описание пика в Фурье-преобразовании EXAFS-сигнала в области 4.5-5.0 А с помощью процессов многократного рассеяния выявило наличие "фокусирующего" эффекта в направлениях [100] решетки и наличие существенного раз упорядочения в направлениях [110]. ]. Предложена модель заполнения 3d зоны Ni, позволяющая объяснить зависимость рентгеновских спектров от температуры, давления и концентрации иттербия. Присутствие существенного энгармонизма в YNi2B2C, проявляющегося в аномальном поведении факторов Дебая-Валлера при низких температурах, может приводить к смягчению фононных мод и сильному электрон-фононному взаимодействию, объясняющему относительно высокие температуры перехода в сверхпроводящее состояние ТС~16К.

Для анализа данных малоуглового рассеяния был разработан общий подход моделирования экспериментальной интенсивности в виде суммы вкладов от рассеяния на полидисперсных системах частиц, имеющих простую геометрическую форму с учетом эффектов межчастичной интерференции. Поиск оптимальных значений варьируемых параметров проводился путем минимизации нелинейного функционала среднеквадратичных отклонений. Варьируемыми параметрами являются относительная объемная доля, средний радиус и степень полидисперсности по радиусу исследуемых частиц. Структурный! фактор для системы взаимодействующих сферических частиц рассчитывается в приближении Перкуса-Йовика, задающего связь между парной корреляционной функцией и двухчастичным потенциалом взаимодействия. Данный подход был применен для исследования микроструктуры трехкомпонентных микроэмульсий вида вода/поверхностно-активное вещество ди-2-этил-гексил-сульфосукцинат натрия (АОТ)/изо-октан при различных температурах (15-60°С), концентрациях воды (2-20 объемных %), с разным молярным отношением вода/АОТ (Wo=25-56). Обнаружено, что в диапазоне температур 30-40°С происходит значительное увеличение доли нитевидных цилиндрических частиц. Проведенное моделирование дало возможность определить характерные размеры, форму и полидисперсность частиц в исследуемых системах, что важно при исследовании особенностей фазовых переходов в трехкомпонентных микроэмульсиях вида вода/АОТ/изооктан.

Были разработаны программные пакеты для анализа данных EXAFS (EXPROG-F) и малоуглового рассеяния (MASSHA). MASSHA и EXPROG-F работают на Wintel платформе, что делает доступным анализ данных и моделирование для огромного количества пользователей персональных компьютеров. Оба программных пакета имеют ряд уникальных свойств. Так в программе EXPROG-F имеется возможность учета нелинейности отклика флуоресцентного детектора, что позволило значительно повысить качество и надежность анализа данных флуоресцентного EXAFS. Программный пакет MASSHA обеспечивает улучшенные опции для комбинирования интерактивного и автоматического моделирования и практически очень важную возможность для учитывания симметрии второго порядка. Еще одним уникальным свойством программы MASSHA является автоматическое совмещение объектов.

Данные программные пакеты были применены для исследования методом EXAFS и малоуглового рассеяния локальной и четвертичной структуры двух металлосодержащих белков: моноксида углерода дегидрогеназы из Oligotrophia carboxidovorans и цинк бета-лактамазы из A. hydrophila. Были получены важные результаты, позволившие получить ценную информацию о взаимном разположении доменов белков в растворе и характере ближайшего окружения металл-содержащих активных центров белков. Анализ данных позволил объяснить изменение активности белков в растворе, а также возможность их участия в каталитических реакциях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Конарев, Петр Валерьевич, 2001 год

1. C.Mazumdar, R.Nagarajan, C.Godart, L.C.Gupta, M.Latroche, S.K.Dhar, C.Levy-Clement, B.D.Padalia and R.Vijayaraghavan, Superconductivity in YNiB4 (Tc=12.3 K), Solid State Commun. 87, 413-415 (1993)

2. T.Siegrist, H.W.Zandbergen, R.J.Cava, J.J.Krajewski, W.F.Peck, The crystal structure of superconducting LuNi2B2C Nature(London) 367, 254-256 (1994)

3. H.C.Ku, C.C.Lai, Y.B.You, J.H.Shieh and W.Y.Guan, Superconductivity at 15 К in the metastable ScNi2B2C compound. Phys. Rev. В 50, 351-353 (1994)

4. C.V.Tomy, G.Balakrishnan and D.M.Paul, Superconductivity and magnetism in RNi2B2C (R=Ho,Er,Tm,Dy), Physica С 248, 349-355, (1995)

5. B.K.Cho, P.C.Canfield and D.C.Johnston, Breakdown of de Gennes scaling in (R,.xRx'Ni2B2C) compounds, Phys. Rev. В 52, 3844-3846 (1995)

6. H.Eisaki, H.Takagi, R.J.Cava, B.Batlogg, J.J.krajewsky, W.F.Peck, Jr., K.Mizuhashi, J.O.Lee, and S.Uchida, Competition between magnetism and superconductivity in rare-earth nickel boride carbides, Phys.Rev.В 50, 647-650 (1994)

7. E.Alleno, Z.Hossain, C.Godart, R.Nagarajan and L.C.Gupta, Intermediate valence of Ce in Y,.xCexNi2B2C (x=0, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5, and 1), Phys. Rev. В 52, 74287433 (1995)

8. A.Yatskar, N.K.Budraa, W.P.Beyermann, P.C.Canfield and S.L.Bud'ko. Heavy-electron behavior in single-crystal YbNi2B2C, Phys. Rev. В 54, R3772-R3775 (1996)

9. J.I.Lee, T.S.Shao, I.G.Kim , B.I. Min, S.J. Youn, Electronic structure of Ni-based superconducting quaternary compounds: YNi2B2X (X=B, C, N, and O), Phys.Rev.B 50, 4030-4033 (1994)

10. L.F.Mattheiss, Electronic properties of superconducting LuNi2B2C and related boride carbide phases, Phys.Rev.B 49,13279-13282 (1994)

11. K.D.D. Rathnayaka, A.K.Bhatnagar, A. Parasiris, D.G. Naugle, P.C. Canfield, B.K. Cho, Transport and superconducting properties of RNi2B2C (R=Y, Lu) singe crystals, Phys. Rev. B, 55, 8506-8519 (1997)

12. I.R. Fisher, J.R. Cooper, R.J. Cava, Normal-state transport and magnetic properties of RNi2B2C (R=Y, Ho, La), Phys. Rev. B, 52, 15086-15089 (1995)

13. R. Cywinski, R.H. Heffner, and A.Schneck, Muon-spin study of YNi2B2C, Physica C, 223, 273-280 (1994)

14. A.K. Bhatnagar, K.D.D. Rathnayaka, D.G. Naugle, P.C. Canfield, Electrical resistivity and thermopower of single-crystal RNi2B2C (R=Dy, Ho, Er, Tm) magnetic superconductors, Phys. Rev. B, 56, 437-445 (1997)

15. H. Schmidt, H.F. Braun, Superconductivity, magnetism, and their coexitstence in R(NiKxCox)2B2C (R=Lu, Tm, Er, Ho, Dy), Phys. Rev. B, 55, 8497-8505 (1997)

16. E. Pellegrin, C.T. Chen, R.J. Cava, J.J. Krajewski, W.F. Peck, Electronic structure of RNi2B2C (R=rare earth) from x-ray absorption spectroscopy, Phys. Rev. B, 51, 16159-16163 (1995)

17. A. Kampf and J.R. Schieffer, Spin fluctuations in Y-Ni-B-C systems, Phys. Rev. B, 41,6339-6344(1990)

18. H. von Lips, Z. Ни, C. Grazioli, S.-L. Drechsler, G. Behr, M. Knupfer, M.S. Golden, J. Fink, H. Rosner, G. Kaindl, Polarization dependent x-ray-absorption spectroscopy of single-crystal YNi^B^C superconductors, Phys. Rev. B, 60, Н444.Ц448 (1999)

19. H. Michor, Т. Holubar, С. Dusek, G. Hilscher, Specific-heat analysis of rare-earth transition-metal borocarbides: an estimation of the electron-phonon coupling strength, Phys. Rev. B, 52, 16165-16175 (1995)

20. H. Sakata, M. Oosawa, K. Matsuba, N. Nishida, H. Takeya, K. Hirata, Imaging of a vortex lattice transition in YNi2B2C by scanning tunneling spectroscopy, Phys. Rev. Lett., 84, 1583-1586 (2000)

21. M.E. Hanson, F. Lefloch, W.H. Wong, W.G. Clark, M.D. Lan, C.C. Hoellwarth, P. Klavins, R.N. Shelton, NMR investigation of the quartenary-intermetallic-compound superconductor YNi2B2C, Phys. Rev. B, 51, 674-677 (1995)

22. S. K. Sinha, J.W.Lynn, T.E.Grigereit, Z.Hossain, L.C.Gupta, R.Nagarajan, C.Godart, Neutron-diffraction study of antiferromagnetic order in the magnetic superconductor ErNi2B2C, Phys. Rev. B, 51, 681-684 (1995)

23. V.G.Hadjiev, L.N.Bozukov and M.G.Baychev, Raman scattering from phonons in YNi2B2C, Phys.Rev.B, 50, 16726-16728 (1994)

24. H.-J. Park, H.-S. Shin, H.-G. Lee, I.-S. Yang, W.C. Lee, B.K. Cho, P.C. Canfield, D.C. Johnston, Raman modes of RNi2B2C (R=Lu, Ho, Y) single crystals, Phys. Rev. B, 53, 2237-2240 (1996)

25. W.E.Pickett and D.J.Singh, LuNi2B2C: A novel Ni-based strong-coupling superconductor, Phys. Rev. Lett., 72, 3702-3705 (1994)

26. T.Hirata and H.Takeya, Temperature dependence of the Raman-active Big and A,g modes in YNi2B2C, Phys. Rev. B, 57, 2671-2674 (1998)

27. Т. Ekino, H. Fujii, M. Kosugi, Y. Zenitani. J. Akimitsu, Scanning tunneling spectroscopy of superconducting YNi2B2C, Physica C, 235-240, 2529-2533 (1994)

28. H. Kawano, H. Yoshizawa, H. Takeya, K. Kadowaki, Anomalous phonon scattering below Tc in YNi2nB2C, Phys. Rev. Lett., 77, 4628-4631 (1996)

29. P.A. Lee, Р.Н. Citrin, P. Eisenberger, В. M. Crosier, The quantum mechanical approach for EXAFS-spectroscopy, Rev. Mod. Phys., 53, 769-781 (1981)

30. T.M. Hayes, J.B. Boyce, Solid State Physics: Advances in Research and Application// Eds. H. Ehrenreich, F. Seits, D. Turnbul, N.Y.: Academic Press, 1982, V. 7, p. 173

31. A.P. Menushenkov, S. Benazeth, J. Purans, A.Yu. Ignatov, K.V. Klementev, Local structure anomalies of the BaBi(Pb)03 system at low temperatures: an x-ray absorption study, Physica C, 277, 257-264 (1997)

32. A.V. Tsvyashchenko, The high pressure methods for mixed systems, J.Less.Common.Met., 99, 1134-1138, (1984)

33. L.G. Khvostantsev, L.F. Vereshehagin and A.P. Novikov, High pressure "toroid"-type camera, High Temp. High Press., 9, 637-643 (1977)

34. P.D.Dernier, W.Weber and L.D.Longinotti, Abnormal behavior of Debye-Waller factors in Smo.7Yo.3S at low temperatures, Phys. Rev. B, 14, 3635-3641 (1976)

35. А.П.Менушенков, К.В.Клементьев, П.В.Конарев и А.А.Мешков Ангармонизм и сверхпроводимость в Вао.бКо.4ВЮз, Письма в ЖЭТФ 1998, 67(12), 977-982 (1998)

36. H.Maruyama, H.Kimura, A.Koizumu // in X-Ray Absorption Fine Structure (Ed.: S.Samar Hasnain, Daresbery Laboratory, Warrington, UK, 1991) P. 370; H.Yamaguchi, H.Oyanagi, H.Ihara et al // ibid, P.380

37. F.Gompf, W.Reichardt, H.Schrober, B. Renker, M. Buchgeister, Lattice vibrations and electron-phonon coupling in superconducting quaternary borocarbides: an inelastic neutron-scattering investigation, Phys. Rev. B, 55, 9058-9066 (1997)

38. P.Ravindran, B. Johansson and O.Eriksson, Electronic structure, chemical bonding, phase stability and ground-state properties of YNi2.x(Co/Cu)xB2C, Phys. Rev. B, 58, 3381-3393 (1998)

39. E. Sevillano, H. Meuth, J.J. Rehr, Extended x-ray absorption fine structure. Debye-Waller factors. I. Monatomic crystals, Phys. Rev. B, 20, 4908-4911 (1979)

40. E.A. Stern and S.M. Heald, in Handbook on Synchrotron Radiation, edited by E.E. Koch (North-Holland, New York, 1983) V. 1

41. S.I. Zabinsky, J.J. Rehr, A. Ankudinov, R.C. Albers and M.J. Eller, Multiple scattering calculations of x-ray absorption spectra. Phys.Rev.B, 52, 2995-3002 (1995)

42. S. Meenakshi, V. Vijayakumar, R.S. Rao, B.K. Godwal, S.K. Sikka, P.Ravindran, Z. Hossain, R. Nagarajan, L.C. Gupta, and R. Vijayaraghavan, High-pressure studies on YNi2B2C at room temperature, Phys. Rev. B, 58, 3377-3380 (1998)

43. A.V. Tsvyashchenko, Valence of Yb inYi-xYbx, J.Less.Common.Met, 32, 341345 (1987)

44. D. F. Evans and H. Wennerstrom The Colloidal Domain: Where Physics, Chemistry, Biology and Technology Meet, 2nd edition (Wiley-CH, New York, 1999)

45. H. T. Davis, J. F. Bodet, L. E. Scriven, and W. G. Miller (pp. 310-327) in Physics of Amphiphilic Layers, edited by J. Meunier, D. Langevin, and N. Boccara (Springer, Berlin, 1987)

46. Micelles, Membranes, Microemulsions, and Monolayers, edited by W.M. Gelbart, A. Ben-Shaul, and D. Roux (Springer, New York, 1994)

47. S. A. Safran, Statistical Thermodynamics of Surfaces, Interfaces, and Membranes (Adison-Wesley, Reading, 1994)

48. G. J. M. Koper, W. F. C. Sager, J. Smeets, and D. Bedeaux, Aggeration in oil-continuous water/sodium bis(2-ethylhexyl)sulfoccinate/oil microemulsions, J. Phys. Chem. 99, 13291-13300 (1995)

49. D. Chatenay, W. Urbach, A. M. Cazabat, and D. Langevin, Onset of droplet aggregation from self-diffusion measurements in microemulsions. Phys. Rev. Lett. 54, 2253-2256(1985)

50. S. Bhattacharya, J. P. Stokes, M. W. Kim, and J. S. Huang, Percolation in an oil-continuous microemulsion. Phys. Rev. Lett. 55, 1884-1887 (1985)

51. W. Sager, W. Sun, and H.-F. Eicke, Is the AOT / Water / Oil System Really Simple ? Progr. Colloid Polym. Sci. 89, 284-287 (1992)

52. S.-H. Chen, S.-L. Chang, and R. Strey, Structural evolution within the one-phase region of a three-component microemulsion system: water-n-decane-sodium-bis-ethylhexylsulfosuccinate (AOT), J. Chem. Phys. 93, 1907-1917 (1990)

53. С. Robertus, J. G. H. Joosten, and Y. K. Levine, The effect of the composition of the oil phase on the microstructure and dielectric behavior of water-in-oil microemulsions, J. Chem. Phys. 93, 7293-7300 (1990)

54. W. F. C. Sager and E. M. Blokhuis, Curvature Energy for Droplet Dimerisation and Aggregation in Microemulsions. Progr. Colloid Polym. Sci. 110, 258-2621998)

55. E. M. Blokhuis and W. F. C. Sager, Helfrich Free Energy for Aggregation and Adhesion. J. Chem. Phys. 110, 3148-3152 (1999)

56. E.M. Blokhuis and W. F. C. Sager, Vesicle Adhesion and Microemulsion Droplet Dimerization: Small Bending Rigidity Regime. J. Chem. Phys., Ill, 7062-70741999)

57. L. J. Magid, R. Triolo, and J. S. Johnson Jr., Critical phenomena and aggregate structure in an oil-in-water microemulsion: A small-angle neutron scattering study. J. Chem. Phys. 81, 5161-5166 (1984)

58. J. Brunner-Popela, R. Mittelbach, R. Strey, K.-V. Schubert, E. W. Kaler, and O.Glatter, Small-angle scattering of interacting particles. Ill D2O-C12E5 mixtures and microemulsions with n-octane. J. Chem. Phys. 110, 10623-10632 (1999)

59. M. Teubner and R. Strey, Origin of the scattering peak in microemulsions. J.Chem.Phys. 87, 3195-3200 (1987)

60. W. F. C. Sager, Systematic Study on the Influence of Impurities of the Phase Behaviour of Sodium Bis(2-ethylhexyl) Sulfosuccinate Microemulsions. Langmuir 14, 6385-6395 (1998)

61. B. Farago (pp. 365-373) in Structure of Dynamics of Strongly Interacting Colloids and Supramolecular Aggregates in Solution, edited by S.-H. Chen, J. S. Huang, and P. Tartaglia (Kluwer, Dordrecht, 1992)

62. H. Kellay, J. Meunier, and B. P. Binks, Saddle-splay modulus of the AOT monolayer in the AOT-brine-oil system, Phys. Rev. Lett. 70, 1485-1488 (1993)

63. S. Koenig, D. I. Svergun, M. H. J. Koch, G. Huebner, and A. Schellenberger, Synchrotron radiation solution X-ray scattering study of the pH dependence of the quaternary structure of yeast pyruvate decarboxylase, Biochemistry 31, 8726-8731 (1992)

64. G.V.Schulz, Distibution functions in physical processes, Z. Phys. Chem. 30, 379385 (1935)

65. D. I. Svergun, L. A. Feigin, Structure Analysis by Small-Angle X-ray and Neutron Scattering, edited by G.W. Taylor, (Sec. Ed. New York: Plenum Press 1989)

66. J. K. Percus, and G. J.Yevick, Many-body correlation functions, Phys. Rev. 110,1.34 (1958)

67. R. J. Baxter, Percus-Yevick equation for hard spheres with surface adhesion, J. Chem. Phys. 49, 2270-2275 (1968)

68. Practical optimisation edited by P. E. Gill, W. Murray, and M. H. Wright, (Acad. Press, London 1981)

69. M. H. J. Koch, and J. Bordas, X-ray diffraction and scattering on disorderedsystems using synchrotron radiation, Nucl. Instrum. Methods 208, 461-469 (1983)

70. C. J. Boulin, R. Kempf, M. H. J. Koch, and S. M. McLaughlin, Data appraisal, evaluation and display for synchrotron radiation experiments: hardware and software, Nucl. Instrum. Methods A 249, 399-407 (1986)

71. C. J. Boulin, R. Kempf, A. Gabriel, and M. H. J. Koch, Data acquisition systems for linear and area x-ray detectors using delay line readout, Nucl. Instrum. Methods A269, 312-320 (1988)

72. A. Gabriel and F. Dauvergne, The localisation method used at EMBL, Nucl. Instrum. Methods 201, 223-224 (1982)

73. D. I. Svergun, A. V. Semenyuk, and L. A. Feigin, Small-angle scattering data treatment by the regularization method, Acta Crystallogr. A44, 244-250 (1988)

74. D. I. Svergun, Determination of the regularization parameter in indirecttransform methods using perceptual criteria, J. Appl. Crystallogr. 25, 495-503 (1992)

75. R. Menes, S. A. Safran, and R. Strey, Reentrant phase separation in microemulsions, Phys. Rev. Lett. 74, 3399-3402 (1995)

76. С. E. Shannon, W. Weaver, The mathematical theory of communication. University of Illinois Press, Urbana (1949)

77. W. L. Griffith, R. Triolo, and A. L. Compere, Analytical scattering function of a polydisperse Percus-Yevick fluid with Schulz- (Г-) distributed diameters, Phys. Rev. A 35, 2200-2206 (1987)

78. T. Shimada, M. Doi, and K. Okano, Concentration fluctuation of stiff polymers. I. Static structure factor, J. Chem. Phys. 88, 2815-2821 (1988)

79. P. van der Schoot, Structure factor of a semidilute solution of polydisperse rodlike macromolecles, Macromolecules 25, 2923-2927, (1992)

80. J.H. Fendler, Nanoparticles and nanostructured films, Ed. Wiley-VCH (New York Press 1998)

81. A.N. Parikh, M.A. Schivley, E. Koo, K. Seshadri, D. Aurentz, K. Mueller, D.L. Allara, Metal Nanoparticles in Multilayered Poly(octadecylsiloxane), J. Am. Chem. Soc. 119, 3135-3142 (1997)

82. B.K. Vainshtein, Diffraction of X-rays by Chain Molecules, (Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1966)

83. H.-F.Nolting and C.Hermes, EXPROG: EMBL EXAFS data analysis and evaluation program package, HASYLAB Jahresbereicht, part II, 181-182 (1992)

84. P.V.Konarev, J.Jaschke, W.Meyer-Klaucke, A new program for fluorescence EXAFS data reduction. HASYLAB Jahresbereicht, part II, 423-424 (1999)

85. S.K. Burley, An overview of structural genomics. Nat Struct Biol, 7SuppI, 932934 (2000)

86. A.M. Edwards, C.H. Arrowsmith, D. Christendat, A. Dharamsi, J.D. Friesen, J.F. Greenblatt, and M. Vedadi, Protein production: feeding the crystallographers and NMR spectroscopists [In Process Citation], Nat Struct Biol, 7 Suppl, 970-972 (2000)

87. L.A. Feigin and D.I. Svergun, Structure analysis by small-angle x-ray and neutron scattering. (New York: Plenum Press. 1987)

88. D.I. Svergun, V.V. Volkov, M.B. Kozin, and H.B. Stuhrmann, New developments in direct shape determination from small-angle scattering 2. Uniqueness. Acta Crystallogr., A52, 419-426 (1996)

89. D.I. Svergun, Restoring low resolution structure of biological macromolecules from solution scattering using simulated annealing. Biophys J, 76(6), 2879-2886 (1999)

90. P. Chacon, F. Moran, J.F. Diaz, E. Pantos, and J.M. Andreu, Low-resolution structures of proteins in solution retrieved from X-ray scattering with a genetic algorithm. Biophys J, 74(6), 2760-2775 (1998)

91. D. Walther, F.E. Cohen, and S. Doniach, Reconstruction of low-resolution three-dimensional density maps from one-dimensional small-angle X-ray solution scattering data for biomolecules. J. Appl. Crystallogr., 33, 350-363 (1999)

92. A.W. Ashton, M.K. Boehm, J.R. Gallimore, M.B. Pepys, and S.J. Perkins, Pentameric and decameric structures in solution of serum amyloid P component by X-ray and neutron scattering and molecular modelling analyses. J Mol Biol, 272(3), 408-422 (1997)

93. J.K. Krueger, G.A. Olah, S.E. Rokop, G. Zhi, J.T. Stull, and J. Trewhella, Structures of calmodulin and a functional myosin light chain kinase in the activated complex: a neutron scattering study. Biochemistry, 36(20), 6017-6023 (1997)

94. D.I. Svergun, Mathematical methods in small-angle scattering data analysis. J. Appl. Crystallogr., 24, 485-492 (1991)

95. D.I. Svergun, C. Barberato, and M.H.J. Koch, CRYSOL a program to evaluate X-ray solution scattering of biological macromolecules from atomic coordinates. J. Appl. Crystallogr., 28, 768-773 (1995)

96. D.I. Svergun, J.S. Pedersen, I.N. Serdyuk, and M.H. Koch, Solution scattering from 50S ribosomal subunit resolves inconsistency between electron microscopic models. ProcNatl Acad Sci U S A. 91(25), 11826-11830 (1994)

97. D.I. Svergun, S. Richard, M.H. Koch, Z. Sayers, S. Kuprin, and G. Zaccai, Protein hydration in solution: experimental observation by x-ray and neutron scattering. Proc Natl Acad Sci USA, 95(5), 2267-2272 (1998)

98. M.B. Kozin, V.V. Volkov, and D.I. Svergun, ASSA a program for three-dimensional rendering in solution scattering from biopolymers. J. Appl. Crystallogr., 30, 811-815 (1997)

99. M.B. Kozin and D.I. Svergun, A software system for automated and interactive rigid body modeling of solution scattering data. J. Appl. Crystallogr., 33, 775-777 (2000)

100. A.R. Edmonds, Angular momentum in quantum mechanics. Investigations in physics (Princeton University Press. 1957)

101. D.I. Svergun, Solution scattering from biopolymers: advanced contrast variation data analysis. Acta Crystallogr., A50, 391-402 (1994)

102. D.I. Svergun, V.V. Volkov, M.B. Kozin, H.B. Stuhrmann, C. Barberato, and M.H.J. Koch, Shape determination from solution scattering of biopolymers. J. Appl. Crystallogr., 30, 798-802 (1997)

103. H.B. Stuhrmann, Interpretation of small-angle scattering of dilute solutions and gases. A representation of the structures related to a one-particle scattering functions. Acta Cryst., A26, 297-306 (1970)

104. J.D. Foley, A. van Dam, S.K. Feiner, and J.F. Hughes, Computer Graphics. Principles and practice. (Second edition ed. New York: Addison-Wesley Publishing Company. 1990)

105. J. Frank, M. Radermacher, P. Penczek, J. Zhu, Y. Li, M. Ladjadj, and A. Leith, SPIDER and WEB: processing and visualization of images in 3D electron microscopy and related fields. J Struct Biol, 116(1), 190-199 (1996)

106. R. Diamond, Real-space refinement of the structure of hen egg-white lysozyme. J Mol Biol, 82(3), 371-391 (1974)

107. M.B. Kozin and D.I. Svergun, Automated matching of high- and low-resolution structural models. J. Appl. Crystallogr.,, in press (2001)

108. T.A. Jones, J.-Y. Zou, and S.W. Cowan, Improved methods for building protein models in electron density maps and the location of errors in these models. Acta Cryst., A47, 110-119 (1991)

109. R.A. Sayle and E.J. Milner-White, RASMOL: biomolecular graphics for all. Trends Biochem Sci., 20(9), 374-376 (1995)

110. R.M. Horton, Scripting Wizards for Chime and RasMol. Biotechniques, 26(5), 874-876(1999)

111. D.I. Svergun, M.V. Petoukhov, M.H. Koch, and S. Konig, Crystal versus solution structures of thiamine diphosphate-dependent enzymes. J Biol Chem, 275(1), 297-302 (2000)

112. W. Wriggers, R.A. Milligan, and J.A. McCammon, Situs: A package for docking crystal structures into low-resolution maps from electron microscopy. J Struct Biol, 125(2-3), 185-195 (1999)

113. G.J. Kleywegt and T.A. Jones, Software for handling macromolecular envelopes. Acta Cryst., D55, 941-944 (1999)

114. O. Meyer, L. Gremer, R. Ferner, M. Ferner, H. Dobbek, M. Gnida, W. Meyer-Klaucke, R. Huber, The role of Se, Mo and Fe in the structure and function of carbon monoxide dehydrogenase, Biol. Chem., 381, 865-876, (2000)

115. L.Gremer, S. Kellner, H. Dobbek, R. Huber, O.Meyer, Binding of flavin adenine dinucleotide to molebdenum-containing carbon monoxide dehydrogenase from Oligotropha carboxidovorans, J. Biol. Chem. 275, 1864-1872, (2000)

116. D.J. Payne, Metallo-beta-lactamases-a new therapeutic challenge, J Med Microbiol, 39(2), 93-99 (1993)

117. A. Carfi, E. Duee, M. Galleni, J.M. Frere, O. Dideberg, 1.85 A resolution structure of zinc(II) beta-lactamase from Bacillius Cereus, Acta Cryst., 54, 313318 (1998)

118. N.Binsted, R.W.Strange and S.S.Hasnain, EXCURVE program for EXAFS data analysis Biochemistry 31, 12117(1992)

119. ГО С f Ц л р' •"'< 1 ' -«SrVUi'-^r "i*