Образование нанофазы и размерные эффекты в свойствах наночастиц в стекле

• Автор: Лейман, Валерий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 268 с. : ил.

Глава 1. Образование и свойства нанофазы в стекле

1.1. Образование нанофазы в стекле

1.2. Плавление и кристаллизация малых частиц

1.3. Правило Урбаха и размерное квантование энергетических состояний в НК СиНа1

1.4. Фотохромизм светочувствительных НК в стекле

Глава 2. Образование фазыСиО в стекле

2.1. Фундаментальное поглощение НК СиС1 в стекле на начальных стадиях их образования
2.2. Кинетика роста экситонного поглощения на стадии формирования и роста зародышей фазы СиС1 в стекле

2.3. Изменение размеров зародышей в процессе роста фазы СиС1

в стекле. I и II - стадии образования фазы СиС1

2.4. Температурная зависимость образования фазы СиС1 в стекле.

2- и 3 - стадии образования фазы СиС1
2.5. Кинетика образования электропроводящей фазы на поверхности стекла
2.6. Расчет кинетики образования фазы СиС1 в рамках классической теории образования новой фазы Зельдовича-Френкеля
2.7. Выводы
Глава 3. Фундаментальное поглощение и люминесценция НК
СиНа1. Правило Урбаха
3.1. Температурные изменения спектров поглощения НК СиС1
3.2. Форма полос экситонного и зона-зонного поглощения
НК СиС1
3.3. Длинноволновый край поглощения и правило Урбаха
3.4. Температурная зависимость поглощения при энергии,
соответствующей узловой точке
3.5. Размерное квантование энергии экситонов в НК СиС1
3.6. Температурные изменения в спектрах экситонного и края
зона-зонного поглощения НК СиВг
3.7. Люминесценция нерелаксированных 73 - экситонов в НК СиС1
3.8. Кинетика разгорания и затухания люминесценции - экситонов и влияние термических дефектов
3.9. Влияние размера НК и примесей на люминесценцию
- экситонов
3.10. Влияние фотолиза на люминесценцию СиС1 иAgCl
3.11. Выводы
Глава 4. Размерные эффекты в фазовых переходах 1-рода
в частицах СиНа1 в стекле
4.1. Экситонно-термический анализ фазовых переходов в НК СиС1
в стекле
4.2. Размерные изменения в кривых интенсивности фазовых
переходов в НК СиС1
4.3. Фазовые переходы 1 -рода в области размерных скачков и
исчезновения гистерезиса плавления-кристаллизации
4.4 Размерные зависимости параметров фазовых переходов

плавления и кристаллизации наночастиц СиС1 в стекле
4.4.1. Размерные изменения температуры плавления и температуры кристаллизации НК СиС1
4.4.2. Размерный скачок I в температуре кристаллизации, связанный с размером критического кристаллического зародыша в большом расплаве СиС1
4.4.3. Размерные скачки Тт и Тс в области малых радиусов частиц
СиС1 (скачок - II и скачок - III)
4.4.4. Исчезновение гистерезиса в фазовых переходах 1-рода
4.4.5. Размерные сдвиг энергетического положения максимума и “узловой точки” ПОЛОСЫ поглощения 2, 2- экситонов НК СиС1
4.5. Размерные зависимости параметров фазовых переходов
плавления и кристаллизации частиц СиВг в стекле
4.6. Размерная зависимость поверхностной энергии и термодинамика фазовых переходов 1 -рода
4.6.1. Размерная зависимость температуры плавления
4.6.2. Размерная зависимость температуры кристаллизации
4.6.3. Исчезновение переохлаждения нанорасплава при кристаллизации
4.6.4. Расчет температур плавления и кристаллизации для НК СиВг
4-7. Выводы
Глава 5. Электронно-дырочные процессы при фотолизе светочувствительных НК в стекле
5.1. Образование и разрушение коллоидных частиц Agn иСип в светочувствительных кристаллах AgHal и СиНа1
5.1.1. Образование частиц AgnиCun
5.1.2. Неизотермическая релаксация (распад) частиц Agn и Сип
5.2. Роль термических дефектов при фотолизе НК СиС1 в стекле

разца по соотношению (3) и затем средний радиус НК СиС1 по соотношению (4).
На рис. 2.9 показано распределение температуры (кривая 1) в градиентной печи и соответствующее возможное распределение среднего радиуса НК СиС1 (кривая 2) при выдержке 3 часа.
В среднем на 1 мм длины образца изменение температуры составляло
2.5 К. Соответствующее изменение среднего радиуса по длине образца в области 530 °С составляло 0.1 нм/мм. Таким образом, были получены образцы стекла с распределением среднего радиуса НК СиС1 вдоль длины образца от 1 нм до 30 нм с достаточным разрешением по а. В дальнейшем эти образцы были использованы для подробного исследования фазовых переходов 1-рода в НК СиС1 (см. Главу 4).
При некоторых температурах изготавливались контрольные образцы стекла, содержащие НК СиС1, и методом РМУ определялся их средний радиус. На контрольных образцах производилось измерение параметров фазовых переходов 1-рода по методике, изложенной ниже (см. Главу 4). Оказалось, что температуры плавления и кристаллизации контрольных образцов в точности совпадают с данными измерений этих же параметров на соответствующем участке образца стекла из градиентной печи. В итоге были подтверждены параметры расчета по соотношению (4) среднего радиуса НК СиС1 по известной температуре отжига на соответствующем участке образца стекла из градиентной печи.
После термообработки в градиентной печи образцы разрезались пополам вдоль длинной стороны, стачивались с двух сторон до толщины 1мм и затем полировались. Количество фазы СиС1 определялось по спектру оптического поглощения.