Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В



страница20/34
Дата15.04.2013
Размер3.51 Mb.
ТипДокументы
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   ...   34

Литература

1. Saad A., Fedotova J., Nechaj J., Szilagyi E., Marszalek M. Tuning of magnetic properties and structure of granular FeCoZr-Al2O3 nanocomposites by oxygen incorporation // J.All.Comp. 2009. Vol. 471. P. 357-363.

Влияние подслоя R2O3 на преимущественную ориентацию плёнок GdBa2Cu3O7-δ

Маркелов А.В.

Аспирант

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Факультет наук о материалах, Москва, Россия

E-mail: anton.v.markelov@gmail.com

Функциональные свойства тонких плёнок РЗЭ бариевых купратов (RBa2Cu3O7-δ), являющихся основой сверхпроводящих лент второго поколения, в значительной степени определяются качеством эпитаксии плёнок, их преимущественной ориентацией, как в плоскости, так и вне плоскости подложки. Наличие смешанной ориентации кристаллитов, высокоугловые границы и любые иные искажения слоёв [CuO2], отвечающих за перенос сверхтока, приводят к снижению плотности критического тока.

Для соединений RBa2Cu3O7-δ характерным разупорядочением вне плоскости плёнки является присутствие a-ориентации (ось c элементарной ячейки параллельна плоскости плёнки). Проявление этого эффекта зависит от многих факторов, таких как температура и скорость осаждения, природа подложки. С увеличением радиуса атома РЗЭ склонность к появлению a-ориентации возрастает. Так, для YBa2Cu3O7-δ a-ориентация практически не характерна, в то время как уже для GdBa2Cu3O7-δ, полученного в тех же условиях, её содержание может быть сравнимо с основным типом ориентации. Стандартным инструментом подавления паразитной ориентации является повышение температуры осаждения. Однако нанесение плёнок проводится в окислительной атмосфере, что увеличивает склонность металлических лент к окислению при повышении температуры.

Влияние размера атома РЗЭ на преимущественную ориентацию может быть описано в рамках модели, согласно которой, решающую роль играет состав зародышевого слоя на поверхности подложки на начальном этапе нанесения плёнки. C-ориентированный рост, соответствующий упорядоченному чередованию слоёв

… / CuO1-δ / BaO / CuO2 / R / CuO2 / BaO / CuO1-δ/ … ,

может быть инициирован при наличии зародышевого слоя оксида РЗЭ или бария, в то время, как разупорядоченный зародышевый подслой приведёт к появлению a-ориентации. Данная модель согласуется с наблюдениями о влиянии параметра элементарной ячейки подложки на преимущественную ориентацию.


Для подтверждения описанной модели было исследовано влияние дополнительного подслоя состава R2O3 (R = Nd, Sm, Gd, Y, Yb) на преимущественную ориентацию плёнок GdBa2Cu3O7-δ. Наличие оксидного подслоя, близкого по структуре с гадолиниевым блоком структуры сверхпроводящего купрата, обеспечивает упорядоченный рост перпендикулярно плоскости подложки и подавление a-ориентации. Однако при значительной толщине слоя R2O3 происходит образование примесной фазы GdCu2O4. Варьирование толщины оксидного подслоя позволило подавить образование примесного купрата, сохранив ориентирующее влияние подслоя. Оптимальная толщина подслоя составляет около 5 – 10 нм. Кроме того, варьирование размера атома РЗЭ в оксидном подслое показало, что при использовании Y2O3, образование примесной фазы не происходит.

Определение границы твердых растворов в системе La-Ag-Mn-O методом Ритвельда для многофазных образцов

Маркелова М.Н.

Аспирантка

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Факультет наук о материалах, Москва, Россия

E-mail: markelova@inorg.chem.msu.ru

Соединения общего состава La1-xAgyMnO3+d являются перспективными материалами за счет наличия уникального комплекса свойств: наличие эффекта колоссального магнетосопротивления, магнетокалорического эффекта и легкость варьирования температуры Кюри (Тс). Для подбора практически важных составов необходимо установить границы существования таких твердых растворов. Это само по себе является достаточно сложной, а иногда практически не выполнимой материаловедческой задачей, которая требует от исследователя проведения ряда длительных рутинных экспериментов. Поэтому развитие косвенных методов определения границ твердых растворов является актуальной задачей для многих неорганических систем, в том числе для системы La-Ag-Mn-O. В данной работе в качестве метода определения границы твердых растворов в данной системе предложен метод Ритвельда для многофазных образцов.

Область гомогенности твердых растворов La1-xAgyMnO3+ граничит с металлическим серебром и оксидом марганца Mn2O3. Точное положение границы твердых растворов со стороны Mn2O3 не известно.

Для решения поставленной задачи были синтезированы однофазный образец состава La0.8Ag0.17MnO3 и двухфазные порошки, содержащие фазы манганита и оксида марганца, со следующими отношениями катионов La/Ag/Mn в продукте: 0.68/0.15/1, 0.71/0.07/1 и 0.71/0.03/1. Для синтеза порошков применен один из методов химической гомогенизации, так называемый «бумажный» метод синтеза. Порошки синтезировали при температуре 800С, рО2=1 атм в течение 30 часов.

РФА показывает, что при небольшом избытке марганца в синтетической смеси образуются двухфазные образцы, содержащие La1-xAgyMnO3+ и Mn3O4. При увеличении избытка марганца образуются трехфазные образцы содержащие, кроме фаз La1-xAgyMnO3+ и Mn3O4, также Mn2O3. Необходимо ответить, что в соответствии с термодинамическими данными по системе марганец-кислород в условиях синтеза должен образовываться Mn2O3, а не Mn3O4. Образование же Mn3O4 при небольшом избытке Mn позволяет предположить наличие топотактического эффекта, так как фаза Mn3O4 структурно более близкая к структуре манганита, чем Mn2O3. Для упрощения задачи по определению границ твердых растворов синтезированные образцы содержали в качестве примеси только фазу Mn3O4.

Порошковые рентгенограммы получены в геометрии Брегга-Брентано на Cu-K излучения в интервале углов 10-1502θ. Обработку всех рентгенограмм проводили в программном пакете JANA2006 с уточнением профильных и структурных параметров.

В первую очередь, для однофазного образца La0.8Ag0.17MnO3 провели уточнение всех профильных (гауссова компонента функции псевдо-Войта и ассиметрия) и структурных (тепловые параметры атомов лантана, марганца и кислорода) параметров с целью определения и дальнейшего их фиксирования для двухфазных образцов. Таким образом, в случае двухфазных образцов уточняли функцию фона, параметры элементарной ячейки, лоренцеву компоненту функции псевдо-Войта, заселенность позиции лантана, координату кислорода и соотношение фаз. К примеру, уточнение структуры для двухфазного образца с отношениями катионов La/Ag/Mn = 0.68/0.15/1 позволило уточнить состав граничного состава, лежащего на данной каноде как La0.788(3)Ag0.175(1)MnO3, что не противоречит массиву экспериментальных данных, полученных в ходе выполнения работы.

Самоорганизация коллоидных частиц под действием электрического поля

Мартынова Н.А.

студент

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,

Факультет Наук о Материалах, Москва, Россия

E-mail: m-nat21@yandex.ru

Фотонные кристаллы (ФК) – это материалы с упорядоченной структурой, характеризующейся строго периодическим изменением коэффициента преломления в масштабах, сопоставимых с длиной волны света. Важной особенностью фотонной зонной структуры является брэгговское отражение электромагнитных волн на периодическом возмущении профиля диэлектрической проницаемости, что обуславливает возникновение “фотонной запрещенной зоны” – спектральной области, в пределах которой распространение света подавлено во всех или в некоторых избранных направлениях фотонного кристалла. Оптические свойства ФК напрямую зависят от дефектности структуры. Важной задачей является разработка способов получения ФК с минимальным количеством дефектов, поскольку совершенные структуры обладают наилучшими оптическими характеристиками.

Одним из наиболее распространённых примеров ФК являются коллоидные кристаллы (КК), состоящие из сферических частиц. Для формирования такой структуры обычно используют заряженные микросферы диоксида кремния и полистирола. Поскольку частицы заряжены, для управления процессом самосборки перспективно применение внешнего электрического поля.

В настоящей работе был разработан новый метод синтеза ФК с малым содержанием дефектов путем самоорганизации коллоидных частиц под действием внешнего электрического поля. На первом этапе были синтезированы монодисперсные полистирольные микросферы со средним диаметром частиц 530 нм и со стандартным отклонением, не превышающем 10%, методом безэмульгаторной полимеризации стирола. На втором этапе формировали КК в мениске суспензии на вертикально закрепленной подложке при приложении электрического поля как в плоскости пленки, так и в перпендикулярном к ней направлении. Температуру, концентрацию суспензии, напряженность и частоту поля варьировали с целью определения оптимальных условий. Было установлено, что при температуре 45°С и концентрации 0,18% образуются однородные пленки ФК. По данным растровой электронной микроскопии все образцы представляют собой плотноупакованные гексагональные слои, число которых достигает несколько десятков.

Коллоидные кристаллы, полученные разработанным методом, были исследованы методом малоугловой дифракции рентгеновского излучения. Анализ уширений дифракционных рефлексов для данных образцов свидетельствует, что при приложении поля и в перпендикулярном направлении, и в плоскости пленки структура становится более совершенной по сравнению с ФК, синтезированными при приложении поля лишь в одном из указанных направлений. Было показано, что ширина дифракционных рефлексов в радиальном направлении и мозаичность уменьшается, структура пленки КК приближается к гранецентрированной кубической упаковке. Полученные образцы были исследованы методом спектроскопии в УФ, видимом и ближнем ИК диапазонах. На спектрах отражения КК наблюдается интенсивный максимум отражения при 1230 нм, возникающий за счет интерференции света на периодической структуре кристалла и отвечающей стоп зоне (111). При увеличении угла падения света на образец стоп зоны (111) и (222) сдвигаются в высокоэнергетическую область спектра, а (200) в длинноволновую, что подтверждает дифракционный характер наблюдаемых явлений. Эффективность отражения достигает 40 – 50 %.

Исследование структуры углеродного наноматериала «Таунит» методом спектроскопии комбинационного рассеяния.

Маслова О.А.

Магистрант второго года обучения

Южный Федеральный Университет, физический факультет, Ростов-на-Дону, Россия

E-mail: olga_8611@pochta.ru

Изучено совершенство кристаллической структуры углеродного наноматериала «Таунит» [1, 2] методом спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС). Для проведения эксперимента были использованы как свежеприготовленные образцы УНМ «Таунит», так и отожженные при различных температурах, а также образец с наночастицами катализатора Pt, размер которых составлял от 3 до 6 нм. Микрофотография этого образца показана на рис. 1, где хорошо видны отдельные нитевидные образования, и распределённые по их поверхности наночастицы катализатора. Выполнено сравнительное исследование спектров КРС УНМ «Таунит» в зависимости от температуры отжига и установлено влияние осажденных на его поверхность частиц катализатора на колебательные спектры комбинационного рассеяния света (КРС). Было обнаружено, что «Таунит» относится к углеродным материалам с нарушенной степенью организации [3], однако с ростом температуры отжига происходит упорядочение его кристаллической структуры. Тем не менее, осаждение частиц платинового катализатора на поверхность изучаемого вещества приводит к появлению некоторого количества дефектов, что проявляется в увеличении интенсивности дефектной полосы в спектрах КРС [4].

Рис. 1. Микрофотография УНМ «Таунит», содержащего наноразмерный катализатор Pt (зернистые вкрапления белого цвета). Крупные частицы - результат агломерации частиц катализатора

Литература

1. Мищенко С.В., Ткачев А.Г. Углеродные наноматериалы. Производство, свойства, применение. М.: Машиностроение, 2008. С. 320.

2. Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены: учебное пособие. М.: Логос, 2006. С. 376.

3. Beyssac O., Goffé B., Petitet J.-P. // Spectrochimica Acta Part A. 2003. V.59. p. 2267-2276.

4. Dresselhaus M.S., Eclund P.C. // Advanced in Physics. 2000. V.49. №.6. p. 705- 814.
Синтез наноструктурированных сложных перовскитоподобных ферритов

GdFeO3, GdSrFeO4 и Gd2SrFe2O7 золь-гель методом

Матвеева А.А., Числова И.В.

Студент

Санкт-Петербургский государственный университет,

Химический факультет, Санкт-Петербург, Россия

E-mail: alexsa_m@mail.ru

В последнее время большое внимание уделяется синтезу наноматериалов различными методами, обеспечивающими фазовую однородность и высокую химическую активность образцов. Одним из наиболее перспективных, экономичных и экологически чистых методов является золь-гель метод, позволяющий получать ультрадисперсные порошки, волокна или тонкие пленки из растворов при температурах более низких, чем в случае традиционного твердофазного синтеза. Для синтеза соединений сложного катионного состава золь-гель метод остается не достаточно изученным и требует большого внимания.

Значительный интерес представляет получение и исследование нанопорошков ферритов с перовскитоподобной слоистой структурой. Данные оксиды обладают комплексом уникальных электромагнитных свойств, проявляют высокую прочность и жаростойкость, кроме того, они широко используются как катализаторы.

Данная работа направлена на получение перовскитоподобных ферритов GdFeO3, GdSrFeO4 и Gd2SrFe2O7 в мелкодисперсном состоянии, используя золь-гель технологию.

Сведений о синтезе и физико-химических свойствах нанодисперсных слоистых оксидов GdSrFeO4, Gd2SrFe2O7 в научной литературе не обнаружено, хотя на протяжении многих лет интерес к этим соединениям только усиливается. Недавно стало известно, что сложный оксид GdFeO3, полученный по керамической технологии, является мультиферроиком. Какие будут магнитные свойства данных оксидов в нанокристаллическом состоянии неизвестно. Поэтому задача синтезировать ферриты гадолиния в нанодисперсном состоянии и оптимизировать условия их синтеза имеет не только прикладное, но и важное фундаментальное значение.

Сложные оксиды GdFeO3, GdSrFeO4 и Gd2SrFe2O7 были синтезированы по золь-гель технологии, с использованием цитрат-нитратной методики. Исходными компонентами были Gd(NO3)3*6H2O, Sr(NO3)2, Fe(NO3)3*9H2O и лимонная кислота. Контроль за результатами синтеза осуществлялся методом рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии.

В результате впервые без стадии прокаливания был получен нанокристаллический оксид GdFeO3, имеющий структуру перовскита. Для получения слоистых перовскитоподобных оксидов GdSrFeO4 и Gd2SrFe2O7 в однофазном состоянии требуется этап дополнительного прокаливания. Следует отметить, что в реакционной смеси при синтезе оксидов GdSrFeO4 и Gd2SrFe2O7 обнаружены фазы GdFeO3 и SrFeO3-x, а также GdSrFeO4 при синтезе Gd2SrFe2O7, т.е. именно те фазы, которые являются промежуточными продуктами при синтезе слоистых оксидов GdSrFeO4 и Gd2SrFe2O7 по керамической технологии, что было обнаружено ранее [1].

Результаты исследования позволили установить оптимальный температурно-временной режим заключительного этапа синтеза нанопорошков слоистых оксидов GdSrFeO4 и Gd2SrFe2O7. В целом, работа показала особенности и сложности синтеза по золь-гель технологии стронций-содержащих слоистых оксидов в случае, если их структура формируется в результате многостадийных процессов.

Работа выполнена при финансовой поддержке фирмы Carl Zeiss.
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   ...   34

Похожие:

Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconЛингвистические особенности перевода английской и американской рекламы
Абрамова Г. А. Метафора в тексте англоязычной рекламы / Г. А. Абрамова. Киев, 1980
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconВзаимные развороты кристаллов и квазикристаллов
Рассмотрены особенности описания взаимных разворотов кристаллов с использованием кватернионов. Получено распределение предельных...
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В icon«Волшебный мир кристаллов»
Окружающий нас мир состоит из кристаллов, можно сказать, что мы живем в мире кристаллов. Жилые здания и промышленные сооружения,...
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconЛитература э. В. Суворов Физические основы современных методов исследования реальной структуры кристаллов, Черноголовка, 1999, 231 с
Э. В. Суворов Физические основы современных методов исследования реальной структуры кристаллов, Черноголовка, 1999, 231 с
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconАбрамова Вера Федоровна см. Миндовская В. Ф. Абрамова Софья Дмитриевна см. Салтычева С. Д
Абросимова Вера Николаевна, ур. Коковина, 9–10, 38, 42, 53, 56–57, 61, 75, 77, 80, 86, 91, 94, 234, 286, 282, 292
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconАнализов предоставленных бесцветных кристаллов Исследование химического состава представленных образцов кристаллов, с помощью энергод

Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconПрограмма семинара "Спектроскопия молекулярных кристаллов: диэлектрики, металлы и сверхпроводники "
Электронные и оптические свойства кристаллов фуллерена и некоторых комплексов на их основе
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconЛ. Конопля Экскурсионная деятельность Карпогорской центральной библиотеки им. Ф. А. Абрамова
Карпогорская Центральная библиотека им. Федора Абрамова – информационный центр для жителей Пинежского района. Библиотека имеет универсальный...
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconМолекулярно-генетические особенности структуры генов патогенности возбудителей коклюша и дифтерии; совершенствование лабораторной диагностики этих инфекций 03. 00. 07 микробиология
Молекулярно-генетические особенности структуры генов патогенности возбудителей коклюша и дифтерии
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconАннотация дисциплины «Кристаллография»
«Кристаллография» является формирование теоретических основ и практических навыков в области профессиональной деятельности бакалавров,...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org