Размерные эффекты в KNO3 и его твердых растворах

• Автор: Милинский, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 114 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Геометрический эффект в физике твердого тела

1.1. Теоретические аспекты появления размерных эффектов

1.2. Получение систем пониженной размерности

1.3. Методы исследования свойств наноматериалов

1.4. Размерные эффекты в сегнетоэлектриках

1.5. Объяснение размерных эффектов в сегнетоэлектриках в рамках существующих теорий

Выводы по первой главе

Глава 2. Свойства КМОэ и его твердых растворов, методика

эксперимента

2.1. Полиморфные превращения и природа сегнетоэлектричества в нитрате калия
2.2. Свойства твердых растворов на основе ЮТОз
2.3. Измерение параметров заполненных матриц
Глава 3. Размерные эффекты в К1ЧОз и его твердых растворах
3.1. Стабилизация сегнетофазы КЗМОз в порах наноразмерных силикатных матриц
3.2. Диэлектрические свойства кристаллических бинарных смесей КЖ)з-АрЖ)з в нанопористых силикатных матрицах
3.3. Температурная зависимость диэлектрических свойств твердых растворов КТГОз-ЛаМЗз
3.4. Диэлектрические свойства наноразмерных матриц, заполненных твердыми растворами КМОз-КЗМОг

3.5. Свойства смешанных сегнетоэлектриков К]Ю3-Ка]Г02 в
нанопористых силикатных матрицах
3.6. Обсуждение результатов по влиянию примесей на свойства ЮЧ03 в
условиях ограниченной размерности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Развитие нанотехнологий в настоящее время является приоритетным направлением для мировой науки и техники. Первые работы по влиянию размера частиц на физические и химические свойства вещества появились еще в 30-е годы прошлого века, но интенсивное исследование структуры и свойств наноматериалов началось в 90-х годах.
Наноструктурированные материалы являются объектом растущего интереса для фундаментальной и прикладной науки, поскольку с уменьшением характерных размеров структурных единиц до наноуровня они приобретают новые свойства, обусловленные возрастающей ролью поверхностных атомов и квантово-размерными эффектами. Современный интерес к этой наиболее динамично развивающейся области физики связан как с принципиально новыми фундаментальными научными проблемами и физическими явлениями, так и с перспективами создания на основе уже открытых явлений новых устройств с широкими функциональными возможностями для наноэлектроники, измерительной техники, информационных систем нового поколения.
Развитие отрасли нанотехнологий невозможно без исследования физической природы размерных эффектов. Одним из способов получения наночастиц является внедрение исследуемого вещества в пористые матрицы, характерный размер пор которых лежит в нанометровом диапазоне. Физические свойства малых частиц в таких матрицах связаны с размерами пор и их геометрией. Кроме того, существенную роль играет степень заполнения пор и взаимодействие частиц со стенками матрицы и между собой. В совокупности эти факторы приводят к тому, что характеристики полученных таким образом наноструктур могут значительно отличаться от характеристик, как соответствующих объемных материалов, так и изолированных малых частиц.
Заполненные пористые матрицы рассматриваются как перспективные нанокомпозитные структуры для промышленного применения. Вследствие этого в последнее время активно изучаются композиты на основе матриц, за-

Ядерный магнитный резонанс. Явление ядерного магнитного резонанса (ЯМР) широко используется в физике твердого тела для определения локальных характеристик веществ, содержащих ядра с отличным от нуля спином [115]. Данный метод активно применяется и для исследования низкоразмерных систем [108,109].
Для проводящих веществ в результате взаимодействия электронов проводимости с ядром происходит сдвиг линии ЯМР относительно диэлектрических веществ, содержащих аналогичные ядра (сдвиг Найта) [116]. Величина сдвига прямо пропорциональна парамагнитной восприимчивости электронов проводимости и описывается выражением
ности нахождения электронов на сфере Ферми в месте расположения ядра.
Было обнаружено, что величина сдвига Найта зависит от размера частиц. На рис. 1.2.2 приведена размерная зависимость найтовского сдвига для олова [117,118] и меди [116]. В работе [119] исследовался сдвиг Найта для ртути в пористых углях и силикагеле. Было показано, что величина найтовского сдвига для Н£ в пористых углях относительно объемной ртути находится в пределах погрешности измерений. Тогда как для пористых стекол, заполненных ртутью, различие сдвига Найта относительно объемной ртути существенно [120].
(1.2.6)
где Ло - число ядер в единице объема, Пу.Ло),/ - средняя плотность вероят-