Дифракционные исследования атомного и магнитного порядка в антиферромагнетиках, наноструктурированных внутри пористых сред

• Автор: Голосовский, Игорь Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Гатчина
• Количество страниц: 202 с. : ил.

1 Выбор объектов исследований и эксперимент

1.1 Пористые среды

1.1.1 Пористое стекло

1.1.2 Мезопористые матрицы МСМ-41 и БВА

1.1.3 Мезопористая матрица с гироидальной системой каналов МСМ

1.1.4 Разные матрицы

1.1.5 Синтез соединений внутри пористой матрицы

1.2 Выбор объектов для исследований магнетизма в ’’ограниченной геометрии”

1.2.1 Антиферромагнетики с кристаллической структурой ИаС1

1.2.2 Антиферромагнитные оксиды железа

1.3 Экспериментальные методы и установки

2 Размеры и форма наночастиц внутри пористых матриц с разной топологией
2.1 Размеры и форма наночастиц в пористом стекле
2.1.1 Размеры наночастиц в пористом стекле
2.1.2 Анизотропия формы в РЬ, внедренного в пористое стекло
2.2 Размеры и форма наночастиц в матрицах канального типа
2.2.1 Особенности дифракции на объектах внутри канальных
матриц
2.2.2 Анализ дифракционного профиля

2.2.3 Численное моделирование и оценка размеров объектов внутри матриц
2.2.4 Двумерные ’’наноленты” в матрицах с большими диаметрами каналов и оценка их размеров
2.2.5 Оценка размеров ’’нанонитей” в матрицах с малыми диаметрами каналов
Атомный порядок в наночастицах, синтезированных внутри матриц с разной топологией
3.1 Кристаллическая структура в ’’ограниченной геометрии”
3.2 Стехиометрия в ’’ограниченной геометрии”
3.3 Ближний атомный порядок в наночастицах МпО в матрице
МСМ-48 с гироидальной системой каналов
3.4 Аморфная составляющая внедренных соединений
3.4.1 Диффузный фон и его составляющие
3.4.2 Пример спонтанной кристаллизации аморфного Эе в нанопорах
Магнитный порядок внутри и на поверхности наночастицы
4.1 Магнитный порядок и магнитный момент в ’’ограниченной геометрии”
4.2 Магнитные моменты в разных кристаллографических позициях в магемите 7-Ре20з
4.3 Сосуществование двух магнитных фаз из-за различия констант
анизотропии на поверхности и в ядре наночастиц гематита а-Ре203
4.4 Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) в МпО внутри
пористых сред
4.4.1 ЭПР-сигнал от поверхностных спинов
4.4.2 Особенности ЭПР в МпО, наноструктурированном внутри матриц канального типа

5 Магнитные фазовые переходы в ’’ограниченной геометрии”
5.1 Непрерывный переход в наноструктурированных МпО и СоО
5.2 Эволюция магнитного фазового перехода в МпО, нанострукту-рированном внутри каналов МСМ матриц
5.3 Температура Нееля и ферромагнитный момент
5.4 Структурные искажения и магнетизм
5.5 Необычный низкотемпературный переход в МпО, нанострукту-рированном в каналах матрицы МСМ
5.6 Фазовый структурный переход в условиях отсутствия регулярной атомной решетки в матрице МСМ
6 Атомные колебания в ’’ограниченной геометрии”. Взаимодействие со стенками матрицы
6.1 Атомные колебания в магнетиках
6.2 Выбор объектов для исследования атомных колебаний в ’’ограниченной геометрии”
6.3 Атомные колебания в наноструктурированном РЬ
6.4 Атомные колебания в наноструктурированном Бе
7 Примеры дифракционных исследований других наноструктурированных систем
7.1 Нейтронографическое исследование нанокристаллического сплава РШЕМЕТ Ре73.5СиМЪз(й)В)22
7.2 Магнитный порядок в тонких эпитаксиальных пленках МпР2 с орторомбической структурой
Заключение
Литература

слоем. Различие в расстояниях между смежными атомами вдоль и перпендикулярно к оси цилиндра, которое отсутствует в плоской решетке, ведет к ’’расщеплению” дифракционного рефлекса.
Высокое инструментальное разрешение в экспериментах на синхротрон-ном источнике (соответствует вертикальному штриху, показанному внизу рисунка 2.10d) не может ’’размазать” профиль рефлекса. Однако такой эффект возможен, если принять во внимание естественное распределение размеров наночастиц. Проведенный анализ показал, что ’’пилообразный” профиль быстро трансформируется в симметричный профиль при уже небольшом увеличении толщины слоя. Поэтому принималось во внимание распределение характерного размера L в плоскости слоя. Численные расчеты профилей с нормальным распределением показали, что дисперсия размера не оказывает заметного эффекта до ДL/L ~ 30-40 %. В работе /163/ показано, что аналогичный результат получается для различных распределений диаметров наноканалов.
Сравнивая расчетные профили с наблюдаемыми, можно заключить, что дифрагирующие объекты наиболее вероятно состоят из плоских фрагментов в виде полос или лент. Используемое определение ’’наноленты” не предполагает объектов с четкими формами, можно говорить лишь о сильно анизотропных, квазидвумерных объектах. Важно отметить, что профильный анализ показывает отсутствие внутренних напряжений, что означает свободу фрагментов относительно стенок матрицы.
Эти результаты согласуются с результатами, полученными рентгеновской дифракцией на углеродных нанотрубках, которые показывают их полигони-зацию /155/, т. е. искажение цилиндрической поверхности в многогранник. Такой же результат получен моделированием рентгеновской дифракции на каналах матрицы МСМ-41, где из анализа рентгеновского форм-фактора канала следует, что его форма ближе к шестиугольной призме, чем к цилиндру /169/. Это означает, что цилиндрическая форма поверхностей энергетически невыгодна и система, в целом, стремится к формированию плоских поверх-