Электронная кристаллография тонких слоев с частично разупорядоченной структурой

• Автор: Клечковская, Вера Всеволодовна
• Шифр специальности: 01.04.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 74 с.; 20х15 см

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Определение дефектных (частично разупорядоченных) фаз методом электронографического структурного анализа
2. О кристаллических структурах оксидов переходных металлов
в тонких пленках
2.1. Исследование структуры кубических оксидов ниобия с периодами аЗ.88 и а=7.80А
2.2. Моноокиси НЬ. Та в тонких пленках и "переходные" Фазы
с гик решеткой
2. 3. Структура диоксида тантала в тонких слоях
2.4. Окисление ванадия в тонких слоях [11.12]
2.5. Изучение структуры кубических оксидов циркония в тонких СЛОЯХ
2.6. Некоторые особенности кристаллохимии оксидов'переходных металлов
3. Электронная кристаллография пленок Ленгмюра-Блоджетт
3.1. Дифракционные картины от пленок Ленгмюра-Блоджетт
3.2. Определение структуры стеарата свинца в ЛБ пленках
3.3. Структура пленок Ленгмкюа-Блоджетт из молекул сложной Формы (ТАОГХ. холестерин)
3.4. Нарушения в укладке молекул в пленках Ленгмюра-Блоджетт
3.5. О нарушениях в структуре пленок Ленгмюра-Блоджетт стеарата кадмия; влияние ионного состава субФазы на структуру ЛБ пленки
3.6. Пленки Ленгмюра-Блоджетт октадепиламина
3.7. Пленки Ленгмюра-Блоджетт Фосфолипидов
3.8. Структура пленок Ленгмюра-Блоджетт полимеров диапетиленов
4. О целесообразности сочетания различных методов электронной, рентгеновской и нейтронной кристаллографии для получения более полной структурной информации
4.1. Некоторые результаты исследования структуры пленок Ленгмюра-Блоджетт методами электронной, рентгеновской и нейтронной дифракции
4. 2. Электронография + электронная микроскопия
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы.
Открытие в 1912 году дифракции рентгеновских лучей ознаменовало наступление новой эры в изучении внутренней структуры кристаллических веществ. Оно, с одной стороны, доказало волновую природу этих лучей, а, с другой стороны, периодическое, решетчатое строение кристаллов. Появилась возможность '-увидеть" взаимное расположение атомов в элементарной ячейке, периодически повторяющейся в объеме кристалла. Классическая кристаллография наполнилась новым содержанием за счет развития исключительно важного научного направления - структурной кристаллографии. Открытие затем дифракции электронов и нейтронов пополнило ее арсенал. Структура исследуемого объекта не получается сразу в "увеличенном" виде, ее воссоздают при помощи расчетных методов, используя в качестве экспериментального материала дифракционную картину. Структурная кристаллография вооружена собственной методологией, определенным кругом решаемых проблем, аппаратурой и вычислительной техникой, различными физическими методами.
Различие трех дифракционных методов (рентгенографии, электронографии и нейтронографии) вытекает из различий в характере взаимодействия соответствующего излучения с объектом, что приводит, с одной стороны, к ограничениям, вытекающим из экспериментальной техники, и, с другой стороны, к различию в физическом смысле окончательного результата, если ставить задачу шире, чем установление координат атомов. При помощи электронографического структурного анализа (электронной структурной кристаллографии) могут решаться как некоторые общие вопросы структурного анализа, доступные двум другим методам, так и специальные задачи, рентгенографическое или нейтронографическое изучение которых затрудни-

стехиометрии в таких образцах №02 не было обнаружено.
На электронограммах (рис. 7) от пленочных образцов диоксида тантала, приготовленных в слегка отличающихся условиях, мы наблюдали изменение соотношений интенсивностей соответствующих дифракционных линий, разный фон и обрыв ряда экспериментальных структурных амплитуд, что явно указывало на нестабильность структуры и непостоянство химического состава (при сохранении геометрии элементарной ячейки). Нами были отобраны 4 образца с заметно отличающимися интенсивностями отражений на электронограммах. Проведенный нами структурный анализ показал заметное отклонение структуры от типа рутила за счет смещений атомов тантала и кислорода от "идеальных" положений. Трехмерные.синтезы Фурье позволили нам объяснить наблюдаемые различия в интенсивностях различных образцов; смещения атомов тантала и кислорода в их структурах меняются от очень малых величин до весьма значительных и, кроме того, в трех образцах из исследованных четырех наблюдались отклонения от стехиометрического состава Та02 за счет дефицита атомов кислорода. На рис.8 представлены синтезы Фурье от двух образцов "двуокиси" состава Та02 и Та01>5. Различия в высотах пиков потенциала от атомов"кислорода на этих синтезах показывают, что во втором образце половина атомов кислорода занимает свои положения только на -50%. На этом же синтезе видны и существенные смещения атомов тантала (как бы навстречу друг другу).
Общая формула, описывающая состав всех исследованных образцов, Та02_х, где 0<х<1. Отметим еще раз, что дефицит в заселенности атомами своих позиций наблюдается только в кислородной под-решетке. То есть с момента сформирования ячейки "диоксида", идет ее наполнение кислородом. Анализ межатомных расстояний в структу-