Электронная структура диселенидов титана, легированных хромом, марганцем и медью, по данным рентгеновской и фотоэлектронной спектроскопии

• Автор: Шкварин, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 163 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Кристаллическая структура и физические свойства ин-теркалированных дихалькогенидов титана
1.1 Классификация
1.2 Приготовление образцов
1.3 Электрические свойства
1.4 Магнитные свойства
1.5 Электронная структура
1.6 Выводы
2. Экспериментальные и теоретические методики
2.1 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2.2 Рентгеновская резонансная фотоэлектронная спектроскопия
2.3 Переход от „Рамановского“ рассеяния к Оже распаду
2.4 Рентгеновская абсорбционная спектроскопия
2.5 Оже спектроскопия
2.6 Синхротронное излучение
2.7 Теоретические расчеты
2.8 Расчет зонной структуры
2.9 Расчет мультиплетной структуры
2.10 Ионность соединения
2.11 Обработка экспериментальных спектров
2.11.1 Обработка спектров ХРЭ

ОГЛАВЛЕНИЕ
3. Исследование исходных матриц Т1Х2
3.1 Спектры остовных уровней
3.2 Спектры поглощения
3.3 Спектры валентных полос
3.4 Теоретические расчеты
3.5 Выводы к главе
4. Электронная структура диселенида титана, легированного хромом
4.1 Спектры остовных уровней
4.2 Спектры поглощения
4.3 Спектры валентных полос
4.4 Теоретические расчеты
4.5 Выводы к главе
5. Электронная структура диселенида титана интеркалиро-ванного марганцем
5.1 Спектры остовных уровней
5.2 Спектры поглощения
5.3 Спектры валентных полос
5.4 Теоретические расчеты
5.5 Выводы к главе
6. Электронная структура диселенида титана, интеркалиро-ванного медью
6.1 Спектры остовных уровней
6.2 Спектры поглощения
6.3 Спектры валентных полос
6.4 Теоретические расчеты
6.5 Выводы к главе
Заключение.

Введение
Актуальность темы.
Интерес к дихалькогенидам переходных металлов вызван потенциальным использованием их для электрических батарей (ЬрТлЭг). Другой возможностью приложений является их применение в качестве проводников с сильной анизотропией и магнито-упорядоченных элементов для устройств спинтроники.
Функциональные свойства интеркалироваиных слоистых дихалько-генидов титана определяются типом внедренных атомов или молекул, а слабая химическая связь типа Ван-дер-Ваальса между слоями является причиной квазидвумерности кристаллической и электронной структуры. Сравнительная легкость насыщения дихалькогенидов титана атомами или молекулами дает возможность плавно регулировать физические свойства этих соединений в широких пределах. В ряду изоморфных соединений ТлЭ2, Т1Бе2, Т1Те2, где электроотрицательность халькогена последовательно уменьшается, анализ формирования электронной структуры традиционно основан на классических представлениях об ионноковалентной связи. Для этих соединений результаты атомных расчётов в [1] дают количественную оценку типа химической связи, но соответствующие спектральные эксперименты, оценивающие химическую связь, не проведены. Соединение Т1Эе2 и его интеркалаты занимают промежуточное положение среди других дихалькогенидов титана. Поэтому соединения на основе ТлЭег в ряду халькогенидов ТлХ2 (Х=Б, Эе, Те) обладают основными особенностями химической связи и электронной структуры Т132 и ТГГе2. Изучение интеркалированного 36 металлами Т18©2 даёт

Глава

следующий вид:
-Екин = Гр -Есвязи Г (2-2)
где Еккп- кинетическая энергия вылетевшего фотоэлектрона, \и - энергия кванта возбуждающего излучения, Есвязи - энергия связи электрона одной из внутренних оболочек или валентной полосы, у? - работа выхода спектрометра. Электроны возбуждаются со всех уровней атома, для которых Есвязи < Ьгл Зная величину Ър и Екия можно определить энергию связи вылетевшего электрона.
Вероятность фотоэлектронного перехода описывается выражением:

ш = -тНЩЧ(Е, -Е,- Ни) (2.3)
где, Ег - волновая функция начального состояния, - волновая функция конечного СОСТОЯНИЯ, Ег - энергия начального состояния, Е/ - энергия конечного состояния, Ъи - энергия кванта возбуждающего излучения, Н - оператор возмущения.
В качестве источника в рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии может использоваться характеристическое рентгеновское излучение анода рентгеновской трубки или синхротронное излучение. В первом случае электроны, ускоренные в рентгеновской трубке, попадают на анод, в результате чего образуется рентгеновское излучение. Полученное излучение можно монохроматизировать для получения характеристического излучения, после чего использовать его для возбуждения электронов в исследуемом образце. В стационарных спектрометрах часто используются рентгеновские трубки с алюминиевым анодом (энергия возбуждения Ко: линией алюминия Еежс=1486.7), или с магниевым анодом (энергия возбуждения Ко линией магния Еежс—1254). Поскольку они обладают сравнительно узкой монохроматизируемой линией, это позволяет получить спектр с относительно хорошим энергетическим разрешением. Преимуществом синхротрогшого излучения является большая интенсивность, малая ширина монохроматизирумой линии, а также возможность