Электронное строение, химическая связь и оптические свойства некоторых рядов алмазоподобных соединений.

Электронное строение, химическая связь и оптические свойства некоторых рядов алмазоподобных соединений.

Автор: Басалаев, Юрий Михайлович

Шифр специальности: 02.00.04

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2009

Место защиты: Кемерово

Количество страниц: 378 с. ил.

Артикул: 4299052

Автор: Басалаев, Юрий Михайлович

Стоимость: 250 руб.

Электронное строение, химическая связь и оптические свойства некоторых рядов алмазоподобных соединений.  Электронное строение, химическая связь и оптические свойства некоторых рядов алмазоподобных соединений. 

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 Систематизация алмазоподобных соединений.
1.1 Кристаллохимический подход
1.1.1 Геометрия кристаллов
1.1.2 Правило нормальной валентности
1.1.3 Химическая связь алмазоподобных соединений
1.2 Соединения атомов IV группы.
1.3 Бинарные соединения.
1.4 Тройные соединения
1.5 Родство структур кристобалита и халькопирита.
1.6 Г ипотетичские соединения
1.7 Построение, анализ и обобщение изоэлектронных рядов.
I 1.8 Основные результаты и выводы по 1 главе.
ГЛАВА 2 Методы расчета электронного строения твердых тел.
2.1 Выбор метода и программного обеспечения для вычисления электронного строения кристаллов
2.2 Метод псевдопотенциала
, 2.3 Метод учега спинорбитального взаимодействия.
Метод функционала локальной электронной плотности.
2.4.1 Основные положения теории функционала плотности.
2.4.2 Волновая функциякристалла и матричные элементы гамильтониана.
2.4.3 Электронная плотность и энергия зонной структуры.
2.5 Вычисление плотности состояний
, 2.6 Метод расчета плотности заряда валентных электронов.
2.7 Метод подрешеток
ГЛАВА 3 Анализ зонной структуры и химической связи в
изоэлектронных рядах кристаллов из элементов А4
Введение.
3.1 Группа алмаза.
3.2 Бинарные соединения А4Х4
3.2.1 Карбиды С, веС, БпС.
3.2.2 Силициды СеБц БпБ
3.2.3 Германид Бпве.
3.3 Изменение химической связи в рядах атомных А4 и
бинарных А4Х1 алмазоподобных кристаллов.
3.3.1 Распределение заряда валентных электронов.
3.3.2 Заряды на атомах.
3.4 Прогнозирование тройных соединений со структурой халькопирита из элементов 1Уб подгруппы.
3.5 Основные результаты и выводы по 3главе.
ГЛАВА 4 Зонная структура и химическая связь в изоэлектронных рядах
бинарных АХ и тройных ЛВХ2 пниктидов.
Введение.
I. . 4.1 Обзор теоретических и экспериментальных исследований
Электронного строения бинарных пниктидов .
4.1.1 Бинарные нитриды.i
4.1.2 Соединения, бора , и .
4.1.3 Фосфид алюминия и другие бинарные пниктиды
4.1.4 Вычисление электронной структуры , , 1 и А1Р
Г . 2. Соединения ЛЪВЪХЬ2.
4.3 Обзор литературы и расчет электронной структуры А В X
v 4.3.1 2 и i2 .
4.3.2 X2
4.i2,
4.3.4 X2.
4.4 Плотность заряда валентных электронов и химическая связь
в бинарных и тройных пниктидах
4.5 Роль подрешеток в формировании химической связи
кристаллов
4.6 Основные результаты и выводы по 4 главе.
I 5 Зонная структура и химическая связь в изоэлектронных рядах
бинарных и тройных халькогенидовг
Введение
5.1 Бинарные халькогениды АгХ .
5.2 Соединения
5.3 Соединения Л1В3Х
5.3.1 i
5. ШХ2 В , , I Х Те .
5.3.3 X2 5 , , I X , Те
5.4 Плотность заряда валентных электронов и химическая связь
в бинарных и тройных халькогенидах
5.5 Роль подрешеток в формировании химической связи
кристаллов .
5.6 Основные результаты и выводы по 5 главе.
ГЛАВА 6 Зонная структура и химическая связь в дефектных и сильно
сжатых халькопиритах.
Введение.
6.1 Электронное строение ркристобалита.
6.2 Электронное строение пниктидов Л .
6.3 Электронное строение кристаллов 2.
6.4 Распределение плотности заряда валентных электронов и химическая связь в дефектных халькопиритах
6.5 Основные результаты и выводы по 6 главе.
ГЛАВА 7 Зонная структура и химическая связь в изоэлектронных рядах
бинарных и тройных галогенидов
Введение. .
7.1 Исследование зонной структуры ЛЦГК
7.2 Зонная структура и плотность состояний гипотетических
2 6 7
5
0 i
9 7

соединений Л1ВХ с решеткой халькопирита
7.3 Распределение заряда и химическая связь в гипотетических соединениях А1В1Х2 с решеткой халькопирита.
7.4 Основные результаты и выводы по 7 главе.
ГЛАВА 8 Оптические свойства кристаллов со структурой халькопирита 7 Введение.
8.1 Интерпретация оптических спектров соединений семейства халькопирита в модели прямых зоназонных переходов
8.2 Оптические функции 2, ЬЮаТе2, Ы1пТе2 и 1Л1п8е
в ультрафиолетовой области
8.2.1 Вычисление оптических функций в модели прямых зоназонных переходов
8.2.2 Оптические функции 2пвеР2.
8.2.3.Оптические функции ЬЮаТе2,1Л1пТе2 и 1Л1п8е2.
8.3Колебательные спектры халькогенидов 1лМТс2 М А1, ва, 1п
8.4 Колебательные спектры пниктидов ЫРЫ2 и РЫ2.
8.5 Основные результаты и выводы по 8 главе.
ГЛАВА 9 Температурная зависимость электронного строения
кристаллов с различным типом химической связи. 6.
Введение
9.1 Общая теория
9.2 Краткий обзор применения общей теории к элементарным и бинарным полупроводникам.
9.2.1 Теория Фэна и БХВ.
9.2.2 Теория АБЮ
9.3 рименение АБЮтеории к соединениям АХ со структурой С1.
9.3.1 Щелочногалоидные кристаллы.
9.3.2 Влияние температуры на электронное строение
9.4 Температурная зависимость энергетических уровней в кристаллах АпВп2 со структурой халькопирита
9.4.1 Краткий обзор экспериментальных данных.
9.4.2 Изучение зависимости зонной структуры кристаллов А2ВЛХ
от температуры
9.5 Основные результаты и выводы по 9 главе.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
БЛАГОДАРНОСТИ
ЛИТЕРАТУРА


Структуру сфалерита обычно рассматривают по аналогии со структурой алмаза как две ГЦК решетки, где в решетку из атомов А4 помещена идентичная решетка из атомов X смещенная в направлении телесной диагонали на четверть ее длины. Атомы имеют координаты А4 0я и 0. Базисные векторы прямой и обратной решетки сфалерита идентичны векторам решетки алмаза. Первая ЗБ сфалерита имеет такую же форму, как у алмаза, т. Замещение атомов одного сорта атомами двух сортов, симметрично расположенных относительно IV группы элементов Периодической системы, реализуется в кристаллах А3Х, А2 Xе и Л1Х7, где А катион, а X анион, что сопровождается изменением их симметрии, кристаллической структуры и физикохимических свойств. Переход от структуры алмаза, с пространственной группой О Рсту к структуре сфалерита 2п8 Т ш, а затем к структурам типа поваренной соли ИаС1 О РтЗт и хлористого цезия СбС 0 РтЗт, сопровождается изменением координационного числа к. Л2Х4 рис. М2Б со структурой антифлюорита О ГтЗт, в которой катионы А2 имеют к. X4 к. В родственной антифлюориту структуре флюорита А Х2 рис. СаР2 с идентичной пространственной группой О,, для ионов А2 к. X к. Рис. Элементарные ячейки антифлюорита М и флюорита СаР2. Если один из четырех ближайших соседних тетраэдров ориентирован таким образом, что стороны двух базисных треугольников параллельны между собой, то в бинарных соединениях АЛХ Л3Х5, А2Xе и ЛХ1 реализуется разновидность алмазоиодобной фазы структура вюртцита рис. Су Ртс. Структуру вюртцита Хп можно рассматривать как плотнейшую гексагональную упаковку атомов серы, где в половине тетраэдрических пустот находятся атомы цинка. Координаты атомов в единицах а,аус для Б ООО, ,, и Ъп ,,г, 0,0,гг. Здесь и трансляционного расстояния вдоль оси с. Как и у сфалерита, для вюртцита координационное число равно 4, а координационным многогранником является тетраэдр. В монографии 5 детально рассматривается вопрос о принадлежности различных сложных фаз к полупроводникам. Установлено что алмазоподобные полупроводники могут быть разделены на две группы полновалентные четырехэлектронные, имеющие в среднем четыре электрона на атом и полновалентные дефектные и избыточные фазы, имеющие число электронов на атом отличное от четырех. Эти соединенияявляются родственными одновременно к тетраэдрическим и октаэдрическим бинарным соединениям. Дефектные и избыточные кристаллы являются таковыми по отношению к структурам сфалерита 7п8 и поваренной соли КаС1. В структуре 7п8 катионы 7п заполняют половину тетраэдрических пустот, образованных плотной упаковкой анионов 8. Катионы Иа в структуре ИаС заполняют все октаэдрические пустоты в пространстве между анионами С1. Если вакантные и заполненные тетраэдрические пустоты упорядочены, то элементарная ячейка кристалла оказывается тетрагональной. Таким образом, среди бинарных соединений с электронной плотностью от 2 до 6 электронов на атом можно найти вещества, кристаллизующиеся в структурах родственных к структурам сфалерита и поваренной соли, которые обладают полупроводниковыми свойствами. Ключевые идеи Н. А. Горюновой, изложенные в монографиях 4, 5 иотносящиеся к особенностям кристаллохимических свойств алмазоподобных полупроводников, послужили основой для проведения многочисленных экспериментов и составляют содержание значительного числа работ, как экспериментального, так и теоретического плана. Среди них можно выделить серийные работы, а также работы обзорного и обобщающего характера, посвященные исследованию физических и физикохимических свойств элементарных, бинарных и более сложных алмазоподобных соединений. В первую очередь, это публикации Вэн Вехтена в соавторстве с Филипсом и другими авторами . Имеется серия работ Цангера с соавторами , в которых рассматриваются изоэлектронные ряды алмазоподобных соединений и, в частности, аналогия кристаллических структур на основе сопоставления решеток Браве, элементарных, бинарных и более сложных, соединений. В зависимости от того, какие неэквивалентные положения в ГЦК решетке заняты и какого сорта атомы в них расположены, могут реализоваться структуры алмаза, сфалерита, антифлюорита, флюорита и др. Пример такой взаимосвязи представлен на рис.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.257, запросов: 121