Теплофизические свойства халькогенидов редкоземельных элементов переменного состава

• Автор: Митаров, Ризван Гаджимирзаевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 235 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

I. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ЕЕ ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

1.1. Составляющие теплоемкости твердого тела и их зависимость от тем-

пературы

1.2. Ангармонический вклад в теплоемкость твердых тел

1.3. Электронная теплоемкость

II. ОПИСАНИЕ КАЛОРИМЕТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И МЕТОДИК

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ В ИНТЕРВАЛЕ 5-800 К

2.1. Краткий обзор методик измерения теплоемкости твердых тел
2.2,Описание установки для измерения теплоемкости твердых тел в интервале 5-ЗООК
2.2.1.Конструкция калориметра
2.2.2.Измерение и регулировка температуры
2.2.3 .Методика проведения измерений. Градуировка калориметра
2.3. Описание экспериментальной установки для измерения теплоемкости в
интервале 300-800 К
III. СИНТЕЗ ХАЛЬКОГЕНИДОВ РЗЭ И ИХ ИДЕНТИФИКАЦИЯ
3.1. Общая характеристика халькогенидов РЗЭ переменного состава.
3.2.Синтез образцов халькогенидов РЗЭ
3.3. Идентификация синтезированных соединений
IV. ЭФФЕКТ ШОТТКИ И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КАЛОРИМЕТРИИ
4.1. Эффект Шоттки. Общее рассмотрение
4.2. Исследование эффекта Шоттки в соединениях РЗЭ
4.3. Низкотемпературная теплоемкость систем РгТеу, ЬаТеу и Рй^о,
ЬаБ^о
4.4. Выделение теплоемкости Шоттки
4.5.Теория кристаллического поля
4.5.1 .Поведение парамагнитного иона в кристаллической решетке
4.5.2.Схема расчета энергетических уровней парамагнитных ионов в кристаллическом поле
4.6.Эффект Шоттки в РгТеу и РгБ^о.. Расчет параметров кристаллического поля и энергетических уровней 4Нэлектронов иона Рг3+
4.7.0 магнитном упорядочении в системе РгТеу и РгБ^о
V. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ХАЛЬКОГЕНИДОВ РЗЭ ПЕРЕМЕННОГО СОСТАВА
5.1. Электронная теплоемкость и температура Дебая систем ЬаТеу и

5.2. Теплоемкость систем ЬаБу, ЬаТеу, Об8у, Рг8у, РгТеу в интервале 300-800 К
5.3.Составляющие теплоемкости халькогенидов РЗЭ в интервале
300-800 К
5.4. Термодинамические свойства халькогенидов РЗЭ
VI. ВЛИЯНИЕ ПАРАМАГНИТНЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ИОНОВ НА ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ХАЛЬКОГЕНИДОВ РЗЭ
6.1.Электронная теплопроводность в полупроводниках
6.2. Влияние различных механизмов рассеяния фононов на теплопроводность кристаллической решетки
6.2.1. Фонон-фононное рассеяние
6.2.2. Рассеяние фононов на границах кристалла
6.2.3. Рассеяние фононов на точечных дефектах
6.2.4. Рассеяние фононов на электронах
6.2.5. Резонансное рассеяние фононов на парамагнитных ионах
б.З.Исследования по резонансному рассеянию фононов на парамагнитных РЗ ионах
6.4.0писание экспериментальной установки для измерения теплопровод -ности в интервале 2-100 К
6.5. Резонансное рассеяние фононов на парамагнитных уровнях ионов празеодима и самария
6.6. Низкотемпературная теплопроводность ЬаТе^о и ЬаТе^б
VII. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХАЛЬКОГЕНИДОВ РЗЭ
7.1. Термоэлектрические свойства систем ЬаТеу и ЬаБу
7.2. Термоэлектрические свойства сульфидов гадолиния
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК РАБОТ АВТОРА
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

но описание экспериментальной установки для измерения теплоемкости твердых тел в интервале 5-300 К. Измерение теплоемкости производится методом непосредственного нагрева в адиабатических условиях при периодическом вводе тепла. Схема калориметра показана на рис. 3. Криостат состоит из вакуумной камеры, внутри которой размещен калориметр, окруженный тремя тепловыми экранами. Калориметр (1) представляет собой медный полый цилиндр с двумя крышками, одна из которых имеет карман для термометра, а другая - отверстие для засыпки вещества, откачки и заполнения калориметра теплообменным газом. Нагреватель калориметра (константановая проволока сі = 0,06 мм, Я = 230 Ом) расположен на внешней поверхности цилиндра и закрыт тонкостенным (0,1 мм) медным экраном (6). Поверхности экрана (6) и крышек посеребрены и отполированы. Калориметр подвешен на капроновых нитях внутри основного адиабатического экрана (2). Таким же способом закреплен экран (2) внутри экрана (3) и экран (3) внутри экрана (4). Тепловые экраны - это медные стаканы с крышками, выполненные методом электролитического осаждения. Внутренние поверхности экранов (2) и (3) посеребрены и отполированы. Нагреватели крышки и стакана соединены последовательно, крышки плотно надеты на стаканы. Это дает основание полагать, что крышки и стаканы представляют собой единое целое в тепловом отношении.
Толщина стенки адиабатических экранов не превышает 0,2-г0,3 мм, что объясняется стремлением уменьшить их тепловую инерционность. Однако применение тонкостенного экрана повлечет за собой наличие температурного градиента ~ 10'2 К (при мощности нагревателя 0,1 Вт), что на порядок хуже точности поддержания разности температур между основным экраном и поверхностью калориметра. Чтобы величина температурного градиента вдоль экрана не превышала 10'3К, необходимо уменьшить подаваемую на него мощность. Наличие изометрического экрана (3) и дополнительного адиабатического экрана позволяет уменьшить мощность,