Тройные интерметаллиды в системах La/Ce-Ru-Ga. Фазовые равновесия, кристаллические структуры, магнитные и электрофизические свойства

• Автор: Шаблинская, Ксения Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 198 с. : ил.

Содержание
1. Введение
2. Литературный обзор
2.1. Свойства соединений, содержащих церий
2.2. Соединения с короткими расстояниями Се-ПМ
2.2.1. Соединения с короткими расстояниями Се-Со
2.2.2. Соединения с короткими расстояниями Се-ЯН
2.2.3. Соединения с короткими расстояниями Се-Рс
2.2.4. Соединения с короткими расстояниями Се-Яи
2.3. Тройные соединения систем Се-Ли-Оа и Ьа-Яи-Са
2.4. Фазовые диаграммы Се/Ьа-Яи, Яи-Оа, Се/Ба-ва
2.5. Выводы из литературного обзора и постановка задачи
3. Экспериментальная часть
3.1. Методы синтеза и исследований
3.1.1. Синтез образцов
3.1.2. Рентгенофазовый анализ
3.1.3. Рентгеноструктурный анализ
3.1.4. Локальный рентгеноспектральный анализ
3.1.5. Дифференциально-термический анализ
3.1.6. Физические свойства
3.1.7. Рентгеновская спектроскопия поглощения выше Ь3-края поглощения (ХЛЫЕБ)
4. Результаты исследований
4.1. Новые тройные фазы в системах Се-Яи-Са и Ьа-Яи-ва
4.1.1. Се4ЯизОа3 и Ьа3Яи20а
4.1.2. Се9Яи4Са
4.1.3. Се2Яи2Са
4.1.4. Се5Яи30а2 и Еа5Яи3Оа
4.1.5. СеЯи3.х0а„, ЬаЯи3.*Оах, Се2Яи7.хОах и СеюЯщо-хОа^х
4.1.6. СеЯио9Са, ь СеЯи2.хОах, ЬаЯи2_хОах, ЬаЯиОа и Се7ЯибОа
4.1.7. Се6(Яи,.хСах)Оа
4.1.8. Се23+хЯи7Са4.х
4.1.9. Се26(ЯихСа1.х),7 и Ьа26(ЯихСа,.х),
4.1.10. ЬаЯи2Са
4.2. Фазовые равновесия в системах Се-Яи-Оа и Ьа-Яи-Оа при температуре 600°С
5. Обсуждение результатов
6. Выводы
7. Список Литературы
8. Благодарности
9. Приложение

Используемые обозначения
РЗЭ Редкоземельный элемент
пм Переходный металл
имс Интерметаллическое соединение
РФА Рентгенофазовый анализ
РСЛ Рентгеноструктурный анализ
ЛРСА Локальный рентгеноспектральный анализ
ДТА Дифференциально-термический анализ

1. Введение
Интерметаллические соединения редкоземельных элементов зачастую обладают нетипичными для обычных металлов физическими свойствами при низких температурах. Из-за наличия у редкоземельного элемента (РЗЭ) заполняющейся глубокорасположенной 4/-орбитали, характеризующейся низкой величиной эффективного радиуса, вследствие чего она не перекрывается с орбиталями близлежащих ионов, магнитный момент, связанный с ней, оказывается сильно локализованным. Поэтому магнитные свойства атомов РЗЭ сохраняются и в их соединениях, что приводит к большому разнообразию у них магнитных и электрофизических свойств, а также делает возможным их применение в электронной коммутации, устройствах записи, чтения и хранения информации. Эти интерметаллиды занимают во многих отношениях промежуточное положение между магнитными и немагнитными материалами, между металлами и диэлектриками, а электроны в них, сохраняя в значительной степени локализованный характер, в то же время частично коллективизируются и начинают принимать участие в химической связи. К соединениям с нетипичными физическими свойствами относятся тяжелофермионные сверхпроводники СеСи281г [1], СеСо1п5 [2], соединения СеРбг812, Се1пз [3], СеРбзАЬ, СеШэвег [4], переходящие в гяжелофермионное сверхпроводящее состояние под приложенным давлением, тяжелофермионный сверхпроводник с нецентросимметричной структурой СеР1зБ1 [5], соединение с Кондо-решеткой СеРГгЗ! [6], и другие. Интерес к Се-содержащим интерметаллидам основывается на большом количестве нерешенных теоретических проблем, поскольку корреляционные зависимости «состав-структура-свойства» для соединений с специфическим поведением при низкой температуре до сих пор не установлены.
При анализе физических свойств и строения интерметаллическнх соединеЕшй обращает на себя внимание группа интерметалл идо в, структуры которых содержат короткие и аномально короткие расстояния Се-ПМ, где ПМ = Со, КЬ, Рб, Ни, которые в них составляют 2.3-2.6 и 2.7-2.8 А, соответственно.
Измерения физических свойств некоторых интерметаллидов, содержащих короткие расстояния Се-ПМ свидетельствуют о наличии в них атомов церия в промежуточновалентном состоянии. В связи с этим можно предположить, что присутствие коротких связей Се-ПМ в интерметаллидах указывает на промежуточно-валентное состояние церия в соответствующих структурах, которое, в свою очередь, связано с проявлением специфических низкотемпературных физических свойств этих соединений.

Рис. 2.30. Проекция CenRu2Al6 вдоль направления [001] (а) и ближайшее окружение атомов Rul в структуре (б) [49].
Структурный мотив СепКигАЦ представляет собой бесконечные цепочки [CeRuAb]*, поостренные из атомов Rul, All, А13, Се4, протяженные вдоль направления [001]. Межатомные расстояние в цепи короче всех остальных расстояний в интерметаллиде CenRuiAle: атом Rul связан с двумя атомами АП, одним А13 и одним Се4 расстояниями 2.598 А, 2.627 А и 2.440 А соответственно. Расстояния Ru-Al в структуре можно отнести к ковалентным, т.к. они близки к сумме ковалентных радиусов 2.49 А.
Окружение атома Rul представляет собой трехшапочную тригональную призму [CeeAli] (рис. 2.30). В полиэдре атом рутения в ней сдвинут из центра призмы в сторону атома Се4, расстояние Ce4-Rul становится короче, a Ce5-Rul - длиннее [49].
Структурная модель нового интерметаллида Ce2RuAl [50] была получена методом рентгеноструктурного анализа монокристалла и подтверждена уточнением методом Ритвельда по порошку.
Соединение Ce2RuAl кристаллизуется в гексагональной ячейке (Рв^ст) с параметрами а = 7.8362 и с = 9.7510 А и является первым представителем среди тройных интерметаллидов, в котором атомы расположены так же, как в двойном соединении LaFj [54].