Структура, тепловое расширение и термодинамические свойства криокристаллов, образованных линейными молекулами

• Автор: Эренбург, Александр Исаакович
• Шифр специальности: 01.04.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 268 c. : ил

ГЛАВА І. МЕ1МОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ И ДИНАМИКА РЕШЕТКИ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КРИСТАЛЛОВ, ОБРАЗОВАННЫХ ЛИНЕЙНЫМИ
МОЛЕКУЛАМИ

§ І.І. Свойства молекул

§ 1.2. Потенциал межмолекулярного взаимодействия. .

§ 1.3. Динамика решетки

Глава II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

§ 2.1. Особенности рентгенографии криокристаллов. .

§ 2.2. Установка для проведения исследований

криокристаллов

2.2.1. Гелиевый криостат

2.2.2. Методика получения и юстировки
образцов
§ 2.3. Интерпретация данных рентгеновских исследований криокристаллов. Расчет экспериментальных
ошибок
2.3.1. Исследование структур
2.3.2. Определение параметров кристаллической ячейки и коэффициентов теплового расширения
Глава III. КРИСТАЛЛЫ ТИПА Мг
§ 3.1. Структура
3.1.1. Ориентационно-упорядоченные фазы
3.1.2. Ориентационно-разупорядоченные фазы
§ 3.2. Параметры решетки и тепловое расширение
3.2.1. Твердые и COg
3.2.2. Твердые и СО

§ 3.3. Термодинамические свойства
3.3.1. Твердые 0 и СО^ ♦
3.3.2. Твердые и СО
§ 3.4. Определение потенциала межмолекулярного
взаимодействия по данным твердотельных исследований
Глава IV. ТВЕРДЫЙ КИСЛОРОД - КВАЗИДВУМЕРНЫЙ МАГНЕТИК
§ 4.1. Структура
4.1.1. ск -фаза
4.1.2. Р -фаза
4.1.3. Ц -фаза
§ 4.2. Тепловое расширение
§ 4.3. Спектр низкоэнергетических элементарных
возбуждений
4.3.1. Спектр магнонов
4.3.2. Спектр решеточных колебаний
§ 4.4. Термодинамические и магнитные свойства
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
_ ц _ ВВЕДЕНИЕ
Исследования свойств молекулярных кристаллов занимают особое место в физике твердого тела. Относительная простота и изученность вандерваальсовых сил, связывающих молекулы в решетке, обусловили интерес, который проявляет к молекулярным кристаллам теория. Большинство из них, однако, образовано сложными органическими соединениями, при описании свойств которых обычно не удается выйти за рамки простых модельных потенциалов и традиционных гармонических и квазигармонических теоретических схем [г].
Выбранные нами в качестве объектов исследования твердые ; СО; 0^', О и СС>2 относятся к группе простейших вандерваальсовых кристаллов, включающей наряду с ними отвердевшие инертные газы, водород, аммиак, метан и ряд других кристаллов органических и неорганических соединений, температуры тройных точек которых заметно меньше комнатных (в настоящее время для этой группы твердых тел принято название "криокристаллы" [Ф. В силу особенностей своего строения криокристаллы наиболее близки к моделям, рассматриваемым теорией, и являются идеальными объектами для изучения фундаментальных вопросов физики твердого тела.
Интерес, проявляемый к молекулярным криокристаллам, во многом стимулирован прогрессом, достигнутым в последние десятилетия при исследовании и анализе свойств атомарных кристаллов инертных элементов Гэ]. В отличие от отвердевших инертных газов, взаимодействие в молекулярных кристаллах зависит не только от расстояния между молекулами, но и от их взаимной ориентации. Движение молекул в решетке молекулярного кристалла является суперпозицией трансляционных смещений их центра масс и различного типа вращений. Многие особенности динамики решетки молекулярных криокристаллов связаны с характером углового движения молекул, которое в зависимости от величины анизотропной составляющей межмолекулярных сил и кинетиучетом межмолекулярного потенциала общего вида выполнено в работах [98,99]. Сравнение этой теории с экспериментальными данными, полученными в настоящей работе,будет проведено в § 3.3.
Глава II
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
§ 2.1. Особенности рентгенографии криокристаллов
С момента открытия Ляуэ дифракции рентгеновских лучей на
кристаллической решетке рентгеноструктурный анализ стал одним из широко используемых и наиболее информативных методов изучения строения и физических свойств твердых тел. Существенным преимуществом рентгеноструктурного анализа является его универсальность. Это и расшифровка структуры кристаллов, и исследование влияния на нее самых разнообразных внешних условий, и изучение всевозможных нарушений идеальности строения кристаллов, и прямое измерение параметров кристаллической решетки. В последние годы в связи с развитием новых областей техники значительно возрос интерес к изучению свойств и строения материалов, находящихся в особых условиях - высоком давлении, глубоком вакууме, низких и предельно высоких температурах.
Рентгеновские криостаты для исследования криокристаллов принципиально не отличаются от используемых при изучении низкотемпературных свойств веществ, существующих в твердом состоянии при комэлементов должен содержать устройство для создания и поддержания на образце заданной температуры, систему крепления и юстировки образца, окна для ввода и вывода рентгеновских лучей. Поскольку криокристаллы не могут быть получены при комнатных температурах, крионатных температурах
Такой криостат в качестве необходимых