Метод количественного определения параметров локальной атомной структуры кристаллических минералов по околопороговой области рентгеновских спектров поглощения

• Автор: Соколенко, Андрей Павлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 117 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
1. ОПИСАНИЕ РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ АТОМАМИ В МНОГОАТОМНЫХ СИСТЕМАХ ПРИ РАСЧЕТЕ К-ХАБЬ СПЕКТОВ
1.1 Приближение учета процессов электронного рассеяния малой кратности атомами вещества
1.2 Построение МТ-потенциала многоатомных систем для расчета К-ХАББ спектров атомов исследуемых соединений
1.3 Получение атомной части сечения фотопоглощения аш(£) из экспериментального спектра ХАИЕБ
1.4 Комплекс программ для прямого расчета и Фурье-анализа рентгеновских спектров поглощения атомов в веществе
1.5 Выводы
2. МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ АЬ К-ХАШБ В СОЕДИНЕНИЯХ С РАЗЛИЧНЫМ ТИПОМ ОКРУЖЕНИЯ ПОГЛОЩАЮЩЕГО АТОМА АЕ
2.1 Расчёт А1К-ХАЫЕБ в исследуемых соединениях
2.2 Определение положений МТ-нуля и энергии вакуумного уровня в исследуемых соединениях
2.3 А1К-ХАИЕБ металлического алюминия (икосаэдрическое окружение)
2.4 А1К-ХАИЕБ Берлинита (тетраэдрическое окружение А1)
2.5 А1К-ХАЛЕБ К-алюма (октаэдрическое окружение А1)
2.6 А1К-ХАЛЕБ Пирофиллита (октаэдрическое окружениеАД
2.7 А1 К-ХАЫЕБ Диаспора (октаэдрическое окружение А1)
2.8 А1 К-ХАИЕБ Каолинита (октаэдрическое окружение А1)
2.9 Принципы формирования структуры А1К-ХАИЕБ спектров
2.6 Выводы
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛОКАЛЬНОЙ АТОМНОЙ СТРУКТУРЫ ИЗ К-ХАЛЕБ СПЕКТРОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МИНЕРАЛОВ
3.1 Выделение вклада первой координационной сферы и вклада многократного рассеяния из экспериментального А1К-ХАЛЕБ спектра
3.2 Описание процессов однократного рассеяния фотоэлектронов атомами второй и более далёких сфер в кристаллической структуре минералов
3.3 Определение межатомных расстояний и координационных чисел
3.5. Выводы
ВЫВОДЫ
ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА
СПИСОК ОСНОВНОЙ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И НЕОПУБЛИКОВАННЫХ ДОКУМЕНТОВ (ИСТОЧНИКОВ)
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ХАБ или РСП - рентгеновский спектр поглощения;
ХАЛ’Б - тонкая структура рентгеновских спектров поглощения;
ЕХАГБ - дальняя тонкая структура рентгеновских спектров поглощения;
ХАЗЛЕБ - околопороговая тонкая структура рентгеновских спектров поглощения;
ХРБ или РЭС - (метод) рентгеноэлектронной спектроскопии;
МТ - (приближение, сфера, потенциал, ноль) ппЛЕп-Пп;
ББ - процессы однократного рассеяния фотоэлектрона;
МБ - двух- и трёхкратные процессы рассеяния фотоэлектрона на трёхатомных цепочках.
ЦЮ - процессы однократного рассеяние фотоэлектрона на второй и более далёких координационных сферах;
СЫ - координационное число;
Ха - (приближение, расчёт) Слэтера;
ХФ - (приближение, расчёт, потенциал, уравнение) Хартри-Фока;
ХЛ - (приближение) Хеддина-Лунквиста;
ДХ - (приближение) Дирака-Хара;
ФТ - прямое преобразование Фурье;
БФТ - обратное преобразование Фурье.
Дуб - Ридберги.
Б С - пространственная группа.

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. За последние годы значительно возрос интерес к исследованиям кристаллических и аморфных соединений, в которых основными элементообразующими являются атомы А1, М§, Р, О. Структура этих соединений
представляет большой практический интерес и широко исследуется в задачах физики, геохимии и материаловедения. Являясь гелями, стеклами, минералами, эти соединения демонстрируют разнообразие физических свойств, которые в свою очередь определяются электронной и атомной структурой ближнего окружения атома. Наиболее важным при этом является вопрос о числе ближайших соседей или координационном числе атома в исследуемом соединении, а также вопрос о величинах межатомных расстояний и углов связи атомов. Количественное определение этих параметров является важным фактором для установления условий формирования и стабильности этих соединений. Такие параметры могут быть получены в результате анализа и математической обработки дальней тонкой структуры рентгеновских спектров поглощения (ЕХАРБ). Проблема, однако, состоит в том, что для огромного числа соединений из перечисленных классов, ЕХАЕБ-область спектра экспериментально не наблюдается и единственным источником получения структурной информации с помощью рентгеновской абсорбционной или ХАЕБ-спекгроскопии является околопороговая или ХАЛЕБ-область спектров. В ряде работ [1,2] было установлено, что область ХАЛЕБ является очень чувствительной к изменениям локальной структуры вещества в окрестности атома, поглотившего рентгеновский фотон. Поэтому работы по созданию метода прямого количественного определения структурных параметров из спектров ХАЛЕБ являются в настоящее время актуальными.
Пели и задачи исследования. При выполнении диссертации основное внимание было сосредоточено на двух важных задачах теории рентгеновских спектров поглощения (РСП): 1) описании спектров ХАЛЕБ кристаллических минералов в приближении фотоэлектронного рассеяния малой кратности и установлении механизмов формирования этих спектров; 2) разработке метода

где £тах - энергия над краем поглощения, выше которой можно считать амплитуду спектра практически постоянной.
Для получения истинного вида функции сга1{є) необходимо после процедуры свёртки произвести восстановление или деконволюцию функции 5а (г) при том же значении величины Г, при котором осуществлялась свертка, путём решения интегрального уравнения:
Это стандартное интегральное уравнение Фредгольма 1-го рода типа свёртки, где сга1 (г) - функция, получаемая из экспериментального спектра после его свёртки с функцией Лоренца согласно (1.29); <тог () - искомая или истинная функция атомной
части сечения гЬотоппгттптттения'
равны друг другу, производится соответствующая нормировка ядра уравнения.
Интегральные уравнения Фредгольма 1-го рода относятся к числу некорректных задач, для решения которых необходимо применять специальные методы [59]. В данной работе использовалось решение по методу Байеса, которое сочетает в себе простоту алгоритма с достаточной точностью результатов [24]. Суть этого метода состоит в том, что мы сводим интегральное уравнение

(1.30)
(1.31)

к системе алгебраических:
(1.32)
где М ік - матрица искажения, нормированная на 1.