Термодинамические свойства и параметры кристаллической решетки икосаэдрических боридов редкоземельных элементов RB66 в области 2-300 К

• Автор: Авдащенко, Дмитрий Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Особенности физических, физико-химических свойств икосаэдрических боридов Б1В66
1.1. Кристаллическая структура ГШЙ()
1.2. Электронные, электрические, оптические, магнитные свойства ГШ66
1.3. Термодинамические свойства и динамика решетки КВбб
1.4. Применение боридов 1Ш66
Глава 2. Получение икосаэдрических боридов, методики эксперимента
2.1. Технология и аппаратура синтеза соединений ЯВ66; идентификация образцов
2.2. Низкотемпературная автоматизированная установка для исследования теплоемкости
2.3. Метод Дебая-Шерера; рентгеновский дифрактометр ДРОН
2.4. Аппаратура и методика экспериментального изучения магнитных свойств веществ при низких температурах
Глава 3. Теплоемкость боридов ЯВ66 при температурах 2-300 К
Экспериментальные температурные зависимости теплоемкости боридов КВ66
3.2. Ядерный вклад в теплоемкость полиборидов РЗЭ
3.3. Составляющие низкотемпературной теплоемкости ЯВ,, их анализ
3.4. Характеристические термодинамические функции икосаэдрических РЗ-боридов
3.5. Особенности фононных подсистем полиборидов по данным калориметрического исследования
Глава 4. Динамика решетки и магнитные свойства икосаэдрических РЗ-боридов
4.1. Рентгеновское определение параметров кристаллической решетки ЯВ66 в области 5 - 300 К
4.2. Особенности теплового расширения икосаэдрических РЗ - боридов
4.3. Экспериментальные температурные зависимости магнитной восприимчивости боридов RB66
4.4. Характеристики магнитных подсистем боридов RB66; магнитное упорядочение
Заключение
Список использованных источников
Приложение
Приложение
Приложение

Введение
Среди боридов редкоземельных элементов (КВ2, Ю34, ИВб, ИВ 12, ИВ25, КВ50, КВ66) полибориды КВ66 представляют собой особый класс веществ, сочетающих физико-химические свойства тугоплавких кристаллов с характерными электрическими, оптическими и тепловыми свойствами аморфных полупроводников. Соединения 11В 66 обладают кубической кристаллической решеткой, в которой подрешетка бора состоит из икосаэдров В12 и неикосаэдрических групп атомов бора. Элементарная ячейка содержит 1584 атома бора и 24 редкоземельных атома. Координационные числа атомов бора в элементарных ячейках икосаэдрических боридов принимают значения 6,8,10 и т.д., также в значительных пределах изменяются величины межатомных расстояний [1,2]. В результате этого бориды ЮЗбб проявляют ряд свойств, характерных для неупорядоченных систем [3-5]. Установлено, что некоторые полибориды (Ос1В66, ТЬВ6б) переходят в магнитоупорядоченное состояние при 0,2 и 0,34 К соответственно [6]. Тип магнитного упорядочения в ЯВбб до последнего времени оставался не выяснен. В последние годы появились сообщения об использовании полиборида иттрия УВ6б в качестве кристалла монохроматора для дисперсного синхротронного излучения [7-9].
В большей части публикаций, посвященных изучению свойств полиборидов РЗЭ, рассматриваются их электрические и оптические свойства. Систематического исследования динамики решетки соединений ШЗбб, их тепловых и магнитных свойств в широком интервале низких температур, включая гелиевые, до последнего времени не проводилось.
Поэтому актуальным является совместное калориметрическое, рентгеновское и магнитометрическое исследования свойств полиборидов ШЗбб в широком интервале низких температур, изучение закономерностей изменений решеточных, магнитных и других физических характеристик с изменением температуры и порядкового номера РЗ - металла в Периодической системе Д.И. Менделеева.
2.3. Метод Дебая-Шерера; рентгеновский дифрактометр ДРОН
Рентгеновский метод Дебая-Шеррера для исследования поликристаллов.
В методе Дебая-Шеррера (порошковый метод) поликристаллический образец исследуется в монохроматическом рентгеновском излучении. Среди кристалликов порошкового образца найдутся такие, ориентация кристаллографических плоскостей которых по отношению к направлению первичного рентгеновского пучка такова, что выполняется условие Вульфа-Брэгга [49-51]:
2с15тв = пЛ,
где <з/ - межплоскостное расстояние; 0 - угол между направлением первичного рентгеновского пучка и плоскостями с межплоскостным расстоянием с1 (угол скольжения); п - порядок отражения от данного семейства кристаллографических плоскостей; Л - длина волны монохроматического рентгеновского излучения.
Экспериментальное определение параметра кристаллической решетки и коэффициента теплового расширения (КТР) выполнялось на рентгеновском аппарате ДРОН-7.0 с использованием гелиевого рентгеновского криостата (рис. 2.10). Использовалась рентгенооптическая схема с фокусировкой по методу Брэгга-Брентано [52]. В качестве источника излучения использовалась рентгеновская трубка с кобальтовым анодом, с длиной волны характеристического излучения К /.=1,78892 А. Излучение рентгеновской
трубки пропускалось через коллиматор, состоящий из вертикальной щели, системы щелей Сойлера и горизонтальной щели. Сформированный рентгеновский пучок падал на образец и после рассеяния попадал в детектор через вторую систему щелей Сойлера и вертикальную щель, установленные перед детектором.
Образец во время измерений помещался в рентгеновский гелиевый