Методы анализа неупругого рассеяния рентгеновского излучения для определения параметров атомной динамики функциональных материалов

• Автор: Босак, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 184 с. : ил.

Список используемых сокращений
APS Advanced Photon Source
ARPES angle-resolved photoemission spectroscopy
BLS бриллюэновское рассеяние света
BvK Борн-фон Карман [модель]
ЗБ зона Бриллюэна
DAC ячейка с алмазными наковальнями
DFPT теория возмущений функционала плотности
DFT density functional theory
dHvA де Гааза-Ван Альфена [эффект]
ESRF European Synchrotron Radiation Facility
FLAPW full potential linearized augmented planewave [код]
FWHM полная ширина на половине высоты
ПФ поверхность Ферми
GGA приближение обобщенного градиента
HPH неупругое рассеяние нейтронов
ИК инфракрасный
ІІРРИ неупругое рассеяние рентгеновского излучения
LA продольный акустический [фонон]
ЛБ Лэнгмюра-Блоджетт [пленка]
LDA приближение локальной плотности
LO продольный оптический [фонон]
NIS неупругое ядерное рассеяние
SdH Шубникова-де Гааза [эффект]
SNBL Swiss-Norwegian Beam Lines
SPring-8 Super Photon Ring
ТА поперечный акустический [фонон]
ТДР тепловое диффузное рассеяние
TM Тroullier-Martins [псевдопотенциалы]
TO поперечный оптический [фонон]
USP сверхмягкий потенциал

УЭОБ плотность колебательных состояний
Х1Ж дифракция рентгеновского излучения
КР комбинационное рассеяние
Векторные и тензорные величины в тексте и формулах выделены жирным шрифтом.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Практическая значимость работы
Личный вклад автора
Апробация работы и публикации
Структура и объем работы
I. Общие особенности неупругого рассеяния рентгеновского излучения
A. Общие теоретические предпосылки
B. Инструментальная реализация
II. Неупругое рассеяние рентгеновского излучения на монокристаллах
A. Упругие свойства крайне анизотропных кристаллов:
графит и гексагональный нитрид бора'
B. Система с сильной ангармоничностью: бромеллит ВеО
C. Система с сильным электрон-фононным взаимодействием: ванадий
Б. Система с сильным электрон-фононным взаимодействием: графит
Е. НРРИ в многолучевой конфигурации
III. Неупругое рассеяние рентгеновского излучения
на поликристаллических материалах
A. Предельный случай малых переданных моментов
1. Теоретические основы
2. Экспериментальные примеры
B. Предельный случай больших переданных моментов:
измерения плотности колебательных состояний
1. Теоретические основы
2. Обработка данных
3. Экспериментальная верификация метода
4. Избранные приложения
C. Область промежуточных переданных моментов
IV. Комбинированные техники и перспективные пути развития
А. НРРИ в низкоразмерных системах
1. Эффект волновода в пленке нитрида алюминия

также сгенерирована периодическая автокорреляционная функция , соответствующая плотности «spanning» векторов. Автокорреляционная функция естественным образом расходится в центре зоны и ее особенности отражают удовлетворение условия эффективного нестинга между листами ПФ или же внутри листов. Топология d-зоны в V и Nb довольно сложна, и упомянутые особенности не слишком ярко выражены, но некоторые из них связаны со вполне определенной геометрией нестинга. Связь с аномалиями фононной дисперсии будет обсуждена далее.
Все фононные ветви в направлениях высокой симметрии были нами восстановлены (Рис. 10а). Длинноволновая часть дисперсии исключительно. хорошо совмещается с упругими модулями, измеренными с помощью ультразвукового метода.32 Дисперсия, полученная ранее при посредстве 'ГДР89 в целом согласуется с нашими данными (Рис. 106), в частности, изгибание вверх ветвей ТА[100] и ТА2[110]. Заметные расхождения обнаружены только для продольных фононов, распространяющихся в направлении <111>. Оба исследования демонстрируют наличие аномалии дисперсии ветви LA[100] в области 0.55 < £, < 0.9 и перегиб ветви LА[110]. Сравнение с данными работы [90] затруднено, поскольку опубликованный набор ветвей неполон (нет данных для направления Г-Н, нет поперечной ветви в направлении Г-N), но, по-видимому, работа не содержит больше информации, чем оригинальная статья. (Колелла и Баттерман89).
Помимо энергий фононов, нами детально была изучена эволюция ширины линии продольных фононов, распространяющихся в направлениях Г-Н и Г-N (см. Рис. 11). Значительное увеличение ширины линии, до 1.8 мэВ (полуширина на полувысоте, с учетом функции разрешения), имеет место в тех регионах 5,, где дисперсия отклоняется от «нормального» поведения. Заметим, что довольно
На регулярной' сетке кубической симпетрии (gij) поверхность Ферми представлена как F., = У!ехр[—— Ер)2 / 2сг2)] , где Еу] - собственные энергии И <7 = 35 мэВ

интегрирования. Плотность «spanning» векторов рассчитывается как DM1

циклических граничных условиях.