Строение кислородсодержащих соединений металлов и оксидных структур на поверхности

• Автор: Чередниченко, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 242 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Фото- и рентгеноэлектронная спектроскопия как методы исследования строения вещества и поверхности
1.1 Физические принципы и история развития методов фото- и рентгеноэлектронной спектроскопии (ФЭС, РФЭС)
1.2. Экспериментальные данные и теоретические модели электронного строения и природы химической связи
1.2.1. Применение теоретических расчетов для интерпретации экспериментальных данных

1.3. Представление о поверхности металлов по данным РФЭС

Глава 2. Электронное строения кислородсодержащих соединений металлов

2.1. Пространственное строение бета-дикетонатных комплексов металлов

2.2. Комплексные соединения алюминия
2.3. Электронные эффекты у- замещения в бета-дикетонатных комплексах переходных металлов
2.4. Бета-дикетонаты железа (III)
2.5. Бис-хелатные комплексы меди
Глава 3. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия комплексных соединений
3.1. Особенности метода рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии
3.2. Рентгеноэлектронные спектры и электронная структура бета-дикетонатных комплексов редкоземельных элементов (РЗЭ)
3.3. Оценка эффективных зарядов на атомах из экспериментальных РФЭС данных
3.4. Природа химической связи в р-дикетонатных комплексах переходных металлов
Глава 4. Процессы сублимации соединений металлов и их изучение
методом фотоэлектронной спектроскопии
4.1. Соединения РЗЭ
4.1.1. Дипивалоилметанаты РЗЭ
4.1.2. Ацетилацетонаты РЗЭ
4.2. Разделение смеси РЗЭ вакуумной сублимацией
4.3. ФЭ- спектроскопия Р-дикетонатных комплексов бария
Глава 5. Поверхностные структуры на титане, полученные методом микродугового оксидирования (МДО)
5.1. Фазовый и химический составы
5.2. Направленное формирование пленок на титане в условиях микро-
плазменных разрядов
5.3. Экспериментальное исследование поверхности
5.3.1. Химические сдвиги остовных уровней
5.3.2. Анализ структуры поверхностных слоев методом РФЭС
5.3.2.1. Измерение интенсивности
5.3.2.2. Количественный анализ состава тонкослойных покрытий
5.3.2.3. Количественная оценка результатов послойного анализа
5.3.3. Рентгеноэлектронное исследование строения модифицированных поверхностных слоев на титане
Выводы
Список литературы
Список использованных сокращений и обозначений
Введение
Актуальность проблемы. В последние десятилетия комплексные соединения металлов и материалов на их основе стали играть важную роль во многих областях науки и техники. Появление новых способов нанесения антикоррозийных, упрочняющих, антифрикционных и других покрытий значительно понизило материалоемкость современных технологий, при этом значимость научной обоснованности технологических решений возросла.
Летучие формы комплексных соединений металлов, синтез которых был осуществлен в последние десятилетия, расширили спектр применимости соединений металлов в технологиях, требующих особой точности и чистоты соблюдения регламента (микроэлектроника, получение металлических покрытий методом осаждения из газовой фазы, катализ, получение пленочных высокотемпературных сверхпроводников). При этом особую значимость приобретают фундаментальные знания о строении материалов и соединений, обусловливающие их физико-химические свойства. Получение и систематизация экспериментальных данных об электронном и пространственном строении позволяет более эффективно вести поиск пути к созданию материалов с заданными свойствами.
Цель настоящей работы заключается в изучении строения и состава структур, сформированных на поверхности металлов, и выявление основных факторов, обусловливающих обнаруженные физико-химические свойства, а также в установлении электронного строения комплексных соединений со связью металл-кислород. Исследуемые соединения являются исходными для получения ряда практически важных функциональных материалов, а также характерными модельными соединениями с детально изученным электронным строением и физико-химическими характеристиками, имеющими первостепенное значение при направленном формировании структур на поверхности металлов.

Т~> II III
ге так и ге , спектр состоит из двух перекрывающихся компонент (рис. 1.3,в). В случае реальных образцов поверхность БезС^ четко идентифицировать бывает довольно сложно, поскольку воздействие воздуха приводит к окислению Ре304 до Ре20з. Некоторые органометаллические соединения, представляющие интерес при исследовании, имеют спектр, отличающийся от спектров оксидов. Как видно из рис. 1.3, г, оксалат железа можно идентифицировать по четко выраженному сателлиту.
Для исследователей представляют интерес некоторые оксиды двухвалентного железа. В спектре РеО на плече линии 17е2р3/2 имеется четко выраженный пик. Аналогичный спектр наблюдается у смешанного оксида РеМо04 [90].
Большое внимание при исследовании поверхности уделяется сульфидам железа. Сульфиды железа в присутствии воздуха часто подвергаются гидролизу с образованием оксидов, что существенно усложняет спектр. Однако БеБ и РеБ2 имеют заметно различающиеся спектры линии Ре2р3/2, что является следствием различного мультиплетного взаимодействия. Форма и положение этой линии в спектрах РеБ2 и металлического железа очень близки, а в спектре Ре Б эта линия представлена широким пиком, сдвинутым почти на 2 эВ в сторону больших энергий по сравнению с БеБз.
Оксиды кобальта II и кобальта III в спектре РФЭС можно различить по их магнитным свойствам. Парамагнитные оксиды кобальта II в своих спектрах имеют интенсивный сателлит, на 6 эВ превышающий энергию линии Со2рз/г в то время как диамагнитные оксиды кобальта III такой особенности в спектрах не имеют. Гидроксид и оксид кобальта II различаются по химическому сдвигу ~ 1,0 ± 0,2 эВ. Смешанные оксиды кобальта СоМо04 и СоА1204 имеют химический сдвиг 0,5 эВ в области больших энергий [91].