Особенности формирования проводящих состояний в галогенидах щелочных металлов при высоких давлениях

• Автор: Волкова, Яна Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 105 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИНИЦИИРОВАННЫЕ ДАВЛЕНИЕМ ПЕРЕХОДЫ «ДИЭЛЕКТРИК-ПОЛУПРОВОДНИК - МЕТАЛЛ» В ГАЛОГЕНИДАХ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

1.1. Структуры галогенидов щелочных металлов при высоких давлениях

1.1.1. Структуры галогенидов натрия NaX (X=Cl,Br,I)

1.1.2. Структуры галогенидов калия и рубидия КХ и RbX (Х=С1, Вг,Г)

1.1.3. Структуры галогенидов цезия CsX(Х=С1,Вг,Г)

1.2. Структурные фазовые переходы в галогенидах щелочных металлов

при давлениях до 50 ГПа

1.2.1. Хлорид натрия NaCl

1.2.2. Бромид натрия NaBr

1.2.3. Иодид натрия Nal
1.2.4. Хлорид калия KCl
1.2.5. Бромид калия КВг
1.2.6. Йодид калия К1
1.2.7. Хлорид рубидия RbCl
1.2.8. Бромид рубидия RbBr
1.2.9. Иодид рубидия Rbl
1.2.10. Хлорид цезия CsCl
1.2.11. Бромид цезия CsBr
1.2.12. Иодид цезия Csl
1.2.13. Общие закономерности изменения электропроводности и термоЭДС галогенидов щелочных металлов при давлениях 20-50 ГПа
1.3. Заключение к главе 1
ГЛАВА 2. ПРИМЕНЕНИЕ ИМПЕДАНСНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОВОДИМОСТИ ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМ

2.1. Метод импедансной спектроскопии
2.2. Вклады в полное комплексное сопротивление от структурных элементов различной физической природы
2.2.1. Активное сопротивление
2.2.2. Емкость
2.2.3. Индуктивность
2.2.4. Элемент постоянной фазы
2.3. Полное комплексное сопротивление гетерогенных систем
2.3.1. Последовательное соединение сопротивления и емкости
2.3.2. Параллельное соединение сопротивления и емкости
2.3.3. Последовательное соединение резистора с ЛС-цепочкой
2.3.4. Последовательное соединение двух ЛС-цепочек и конденсатора
2.3.5. Схема с элементом постоянной фазы
2.4. Влияние свойств поверхности, межзеренных границ и объемных свойств материала на электрический отклик гетерогенной системы
2.5. Заключение к главе 2 56 ГЛАВА 3. ПОЛНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ГАЛОГЕНИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
АХ (А =Ыа, К, Су, ЯЬ, Х=С1, Вг, Г) ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ
3.1. Методика эксперимента 5
3.1.1. Получение высоких давлений в камере высокого давления с наковальнями «закругленный конус-плоскость»
3.1.2. Калибровка камеры высокого давления
3.1.3. Измеритель импеданса
3.1.4. Импеданс камеры высокого давления
3.2. Частотные зависимости импеданса галогенидов щелочных металлов при высоких давлениях
3.2.1. Барические зависимости полного комплексного сопротивления хлорида натрия (ЫаСГ)

3.2.2. Барические зависимости полного комплексного сопротивления 68 бромида натрия (NaBr)
3.2.3. Барические зависимости полного комплексного сопротивления йодида натрия (Nal)
3.2.4. Барические зависимости полного комплексного сопротивления хлорида калия (КСГ)
3.2.5. Барические зависимости полного комплексного сопротивления бромида калия (КВг)
3.2.6. Барические зависимости полного комплексного сопротивления йодида калия (КГ)
Ъ.2.1. Барические зависимости полного комплексного сопротивления галогенидов рубидия (RbCl, RbBr, Rbl)
3.2.8. Барические зависимости полного комплексного сопротивления галогенидов цезия (CsCl, CsBr, Csl)
3.2.9. Общие закономерности поведения электрических характеристик галогенидов щелочных металлов под давлением
3.3. Заключение к главе 3
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ in situ СТРУКТУРЫ NaCl И КВг ПРИ 88 ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ
4.1. Камера высокого давления с алмазными наковальнями для рентгеновских исследований
4.2. Измерение давления в КВД из кристаллических алмазов
4.3. Дифракция рентгеновского излучения на образце NaCl
4.4. Дифракция рентгеновского излучения на образце КВг
4.5. Заключение к главе 4
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.2.13. Общие закономерности изменения электропроводности и термоЭДС галогенидов щелочных металлов при давлениях 20-50 ГПа
Во всех изученных галогенидах щелочных металлов при давлениях более 20 ГПа наблюдается переход в состояние с относительно высокой проводимостью.
В NaCl, NaBr, Nal, KBr, KI и RbCl этот переход протекает со значительным гистерезисом по давлению, связанным, по-видимому, с возникновением метастабильных состояний.
Полученные в [22,51] значения равновесных давлений перехода и размеров областей существования метастабильных состояний в NaCl, NaBr и Nal хорошо совпадают с данными рентгеноструктурных исследований. В этих материалах изменение кристаллической структуры (в NaCl переход из структуры типа NaCl в структуру типа CsCl, в NaBr и Nal - в структуру типа GeS) сопровождается значительным ростом проводимости.
С другой стороны, известно, что в KBr, KI и RbCl структурных превращений при давлениях выше 2 ГПа нет, т.е. переход в проводящее состояние в галогенидах щелочных металлов может и не сопутствовать структурному превращению. В соединениях CsCl, CsBr и Csl резкий рост проводимости не сопровождается барическим гистерезисом. По данным рентгеноструктурных исследований в Rbl структурные изменения отсутствуют до 89 ГПа. По результатам измерения сжимаемости KCl в ударных волнах также сделано заключение об отсутствии структурных превращений до давлений порядка 100 ГПа. Очевидно, что причиной возрастания проводимости в этом случае должно быть уменьшение межатомных расстояний в кристалле, инициируемое давлением.
Значения давлений переходов в проводящие (полупроводниковые) и металлоподобные состояния, величины химического потенциала металлоподобных состояний меняются при переходе от одного соединения к другому и коррелируют с их кристаллохимическими характеристиками: