Спектроскопия рентгеновского поглощения сложных соединений на основе редкоземельных ионов с промежуточной валентностью

• Автор: Ярославцев, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Соединения на основе редкоземельных элементов с нестабильной/-

оболочкой

1.2 Физика состояния с промежуточной валентностью

1.3 Особенности состояния с промежуточной валентностью в соединениях

церием и европием

1.4 Макроскопические свойства системы ЬпхСе1.х№ (Ьп = Рг, N<3, Об)

1.5 Кристаллическая структура и физические свойства интерметаллидов

СеуИлцОаз и Се2Ки20аз

1.6 Структурные и магнитные свойства фосфидов ЯСо2Р2 (К = Ьа, Се, Рг, N6,

Г лава 2. Экспериментальные методы
2.1 Рентгеновская спектроскопия поглощения (ХАРБ - спектроскопия)
2.2 Теоретические основы дальней тонкой структуры рентгеновских спектров
поглощения (ЕХАРБ)
2.3 Методика анализа ЕХАРБ-спектров
2.3.1 Выделение осциллирующей части коэффициента поглощения
(ЕХАР8-функции)
2.3.2 Фурье-анализ ЕХАРБ-функции
2.3.3 Моделирование ЕХАРБ-функции и точность извлечения структурных параметров
2.4 Околопороговая тонкая структура спектра поглощения (ХАХЕБ)
2.5 Методика анализа ХА1ЧЕ8-спектров соединений с промежуточной
валентностью
2.5.1 Метод валентного стандарта
2.5.2 Метод аналитических функций

2.6 Физические основы спектроскопии резонансного неупругого рентгеновского рассеяния ЯІХБ
2.7 Экспериментальные измерительные станции ХАЕЗ-спектроскопии
2.8 Экспериментальная измерительная станция резонансного неупругого рентгеновского рассеяния ШХБ
Глава 3. Результаты исследования валентности церия в системе ЕпхСе].хІЧі (Ьп = Рг, N<3, Осі) в зависимости от температуры и содержания составляющих
элементов
Выводы к главе
Глава 4. Результаты исследования валентности церия в интерметаллидах
Се9Яи40а5 и Се2Яи2Са3
Выводы к главе
Глава 5. Результаты исследования локальной электронной и кристаллической структур редкоземельных фосфидов кобальта ЯСо2Р2 (Я = Ьа, Се, Рг, N6, Ей)
5.1 Исследование валентности европия в системе ЯСо2Р2 (Я = N6, Рг, Ей) методом резонансного неупругого рентгеновского рассеяния ЯІХ8
5.2 Исследование валентного состояния церия и европия в системах ЯСо2Р2 (Я = Ьа, Се, Рг, N6, Ей) при помощи ХАИЕ8 спектроскопии
5.3 Валентное состояние церия в Еа0.4Сео 6Со2Р2, связь с магнитными свойствами
5.4 Особенности локальной кристаллической структуры в системах ЯСо2Р2 (Я = Ьа, Се, Рг, Ей)
5.5 Взаимосвязь магнитных свойств и особенностей локальной структуры соединений ЯСо2Р2
Выводы к главе
Заключение
Список использованных источников

Введение
Исследование свойств соединений переходных и редкоземельных металлов - сложная многочастичная задача, имеющая дело с сильно взаимодействующими многоэлектронными системами. Физику этих соединений невозможно адекватно описать как на языке эффективного одноэлектронного потенциала, так и на языке простой зонной теории [1]. Для заполненных электронных оболочек оба подхода полностью эквивалентны, однако это не так для частично заполненных оболочек. Открытие множества необычных эффектов в соединениях с1- и /-металлов за последние десятилетия стимулировало развитие этой широкой области физики твердого тела во всех отношениях: усовершенствованы теоретические модели, разработаны новые методы компьютерного моделирования, усовершенствованы традиционные экспериментальные методики и развиты новые уникальные методы исследований. Почти каждый год в мире реализуются проекты с миллиардным финансированием по созданию новейших источников нейтронного и синхротронного излучений, вводятся в эксплуатацию первые рентгеновские лазеры на свободных электронах. Все это происходит во многом благодаря задачам, которые выдвигают исследователи и создатели новых материалов, в том числе и систем переходных и редкоземельных металлов.
Интерес к этим материалам обусловлен также их постоянно расширяющимся практическим применением, потому что именно переходные металлы, такие как железо, медь, никель и др., а также их соединения максимально широко используются во всех отраслях человеческой деятельности благодаря своим уникальным механическим, магнитным и транспортным свойствам. Постоянные магниты на основе соединений 4/ и Зс/-металлов, синтезированные в течение нескольких последних десятилетий, обладают рекордными магнитными характеристиками. В высококоэрцитивных соединениях типа БтСоэ и 8т2Со|7 гигантская одноосная магнитная анизотропия подсистемы

Рис. 1.11 |51Еи мессбауэровские спектры ЕиСсьРз при комнатной температуре и при атмосферном давлении, приложении давлении 3.3 ГПа и после снятия давления* [91]
В 1998 году НееИшя и др. [91] сообщили о впечатлящем изменении магнетизма соединения ЕиСоРг под воздействием высокого давления. При атмосферном давлении в этом соединении наблюдается переход к антиферромагнитному состоянию при температуре 66.5 К путем упорядочения локализованных магнитных моментов Еи2+, в то время как подрешетка Со остается немагнитной. При давлении выше 3.1 ГПа в материале развивается зонный магнетизм благодаря намагничиванию подрешетки Со, и при 260 К наблюдается антиферромагнитный переход. Резкая перемена магнитных свойств связана с изменением валентности Ей от +2 к +3 или к промежуточному состоянию, что следует из наличия изомерного сдвига мессбауэровского сигнала при приложении давления 3.3 ГПа (рис. 1.11 [91]). Формально это ведет к переносу электрона с локализованной 4/юрбитали Ей в З-подзону Со в структуре типа ТЬСг2Б12- Этот процесс сопровождается коллапсом структуры вдоль тетрагональной оси с, при котором происходит резкое уменьшение длины связи Р-Р от 3.27 А в фазе низкого давления к 2.51 А в фазе высокого давления [87].
Так же, как и фаза ЕиСо2Р2 при высоком давлении, фазы КСо2Р2 (Я = Се, Рг, N6, Бт) при нормальном давлении характеризуются сжатой структурой типа
Velocity (mm/ft)