Електронна будова лантаноїдмісних оксидів нікелю з перовскитоподібною структурою
Основні закономірності формування енергетичних зон валентних станів і характер хімічних зв'язків у нікелітах рідкісноземельних елементів з перовскитоподібною структурою. Вивчення зарядових станів атомів, що входять до складу досліджуваних сполук.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.09.2015 |
| Размер файла | 55,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
The results, obtained in the present thesis, form a new concept on the electron structure pattern of rare-earth nickelites and nickelates with perovskite-like structure. They may be used for building chemical bonds theory of rare-earth elements oxides. Moreover, they form the necessary basis of guided synthesis of new materials - analogues of the ones studied in the present work, with improved physico-chemical parameters.
Keywords: electron structure, X-ray fluorescence and X-ray photoelectron spectroscopy, band and cluster calculations, lanthanide-containing nickel oxides, charge states of atoms.
Аннотация
Урубков И.В. Электронное строение лантаноидсодержащих оксидов никеля с перовскитоподобной структурой. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.07 - физика твердого тела. - Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, Киев, 2007.
Диссертация посвящена систематическому изучению електронного строения лантаноидсодержащих оксидов никеля с перовскитоподобной структурой. Использован комплексный подход, объединяющий экспериментальные (рентгеноспектральные, фотоэлектронные, электрорезистивные и т.д.) и расчетные методы в кластерном и зонном подходах.
На предварительном этапе проведения экспериментов решен ряд технических проблем по модернизации существующей рентгеноспектральной аппаратуры и усовершенствования методик получения и обработки рентгеновских эмиссионных спектров изучаемых соединений. Далее с использованием разработанных методик исследованы закономерности формирования энергетических зон валентных состояний и характер химических связей в соединениях Lan+1NinO3n+1 (n = 1, 2, 3), La2-xCaxNiO4 (x = 0.0, 0.1, 0.2, 0.3), LnNiO3 (Ln = Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho). Также изучены зарядовые состояния атомов, входящих в состав исследуемых соединений, и выявлено влияние состава исследуемых оксидов на их электронную структуру.
Показано, что зона валентных состояний исследуемых оксидов с перовскитоподобной структурой состоит из двух энергетически разделенных частей: низкоэнергетичной и полосы глубоких состояний, расположенных соответственно в интервалах энергий связи электронов порядка 0ч7 и 14ч20 эВ. Низкоэнергетичная полоса в основном является результатом гибридизации Ni3d- и O2p- состояний. Она преимущественно отображает сильные ковалентные связи атомов никеля с атомами кислорода. Расположенная возле дна валентной зоны энергетическая полоса представляет гибридизованные квазиостовные La5p- и O2s- состояния.
Установлено, что в системах Lan+1NinO3n+1 (n= 1, 2, 3) и LnNiO3 (Ln = Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho) общий заряд никеля убывает как с ростом числа n, так и атомного номера лантаноида. При этом происходит перераспределение электронной плотности между 3d- и остальными орбиталями никеля. Квазиостовная 5s-оболочка лантаноида слабо реагирует на изменения структуры и состава соединения.
Обнаружено, что частичное замещение ионов лантана (La3+) кальцием (Ca2+) в твердых растворах La2-xCaxNiO4-d (x= 0,1; 0,2) приводит к росту эффективного заряда ионов никеля и образованию кислородных вакансий в лантансодержащих (La-O2) слоях. Дальнейшее повышение концентрации атомов кальция до значения х=0,3 приводит к снижению заряда ионов никеля и стабилизации концентраций кислородных вакансий.
Исследован фазовый переход «металл-изолятор» в соединении NdNiO3. Установлено, что структура энергетических зон E(k) оксида NdNiО3 существенно зависит как от состояния, так и от спиновой ориентации его электронов. Переход оксида в металлическое состояние сопровождается существенным увеличением минимальной запрещенной щели в системе электронных состояний со спином одного направления, тогда как подсистема электронов с противоположной спиновой ориентацией металлизируется. Фазовый переход металл-изолятор в оксиде NdNiО3 не влияет на значение магнитного момента на атомах неодима, меняет знак малого магнитного момента на атомах кислорода и понижает его значение на атомах никеля более, чем на 0,3 B.
Результаты, полученные в настоящей работе, формируют новые представления о закономерностях строения электронной структуры никелитов и никелатов редкоземельных элементов с перовскитоподобной структурой. Они могут быть использованы при построении теории химических связей оксидов редкоземельных элементов. Кроме того, они составляют необходимую основу методов направленного синтеза новых материалов - аналогов изученным в настоящей работе с улучшенными физико-химическими параметрами.
Ключевые слова: электронная структура, рентгеновская флуоресцентная и рентгенофотоэлектронная спектроскопия, зонные и кластерные расчеты, лантаноидсодержащие оксиды никеля, зарядовые состояния атомов.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Функціонал електронної густини Кона-Шема. Локальне та градієнтне наближення для обмінно-кореляційної взаємодії. Одержання та застосування квантово-розмірних структур. Модель квантової ями на основі GaAs/AlAs. Розрахунки енергетичних станів фулерену С60.
магистерская работа [4,6 M], добавлен 01.10.2011Кристалічна структура та фононний спектр шаруватих кристалів. Формування екситонних станів у кристалах. Безструмові збудження електронної системи. Екситони Френкеля та Ваньє-Мотта. Екситон - фононна взаємодія. Екситонний спектр в шаруватих кристалах.
курсовая работа [914,3 K], добавлен 15.05.2015Корпускулярно-хвильовий дуалізм речовини. Формула де Бройля. Стан частинки в квантовій механіці. Хвильова функція, її статистичний зміст. Рівняння Шредінгера для стаціонарних станів. Фізика атомів і молекул. Спін електрона. Оптичні квантові генератори.
курс лекций [4,3 M], добавлен 24.09.2008Обертання атомних електронів навколо ядра, що створює власне магнітне поле. Поняття магнітного моменту атома. Діамагнітні властивості речовини. Величини магнітних моментів атомів парамагнетиків. Квантово-механічна природа магнітоупорядкованих станів.
курсовая работа [79,6 K], добавлен 03.05.2011Атомно-кристалічна будова металів. Поліморфні, алотропні перетворення у металах. Основні зони будови зливка. Характерні властивості чорних металів за класифікацією О.П. Гуляєва. Типи кристалічних ґраток, характерні для металів. Приклади аморфних тіл.
курс лекций [3,5 M], добавлен 03.11.2010Поняття про електричну систему, загальні критерії і показники надійності технічних енергосистем. Побудова заданої енергетичної системи і розрахунок показників надійності невідновної системи з надлишковою структурою за допомогою Марківських процесів.
курсовая работа [555,1 K], добавлен 10.10.2014Основні фізико-хімічні властивості NaCI, різновиди та порядок розробки кристалохімічних моделей атомних дефектів. Побудування топологічних матриць, визначення числа Вінера модельованих дефектів, за якими можна визначити стабільність даної системи.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 14.08.2008Поняття стану частинки у квантовій механіці. Хвильова функція, її значення та статистичний зміст. Загальне (часове) рівняння Шредінгера та також для стаціонарних станів. Відкриття корпускулярно-хвильового дуалізму матерії. Рівняння одновимірного руху.
реферат [87,4 K], добавлен 06.04.2009Вивчення спектрів електромагнитного випромінювання. Вивчення будови атомів та молекул, речовини в її різних агрегатних станах, різноманітних мінералів. Основний закон світлопоглинання Бугера-Ламберта-Бера. Закон адитивності. Сприйняття кольору і спектру.
презентация [1,5 M], добавлен 07.10.2017Теорія Бора будови й властивостей енергетичних рівнів електронів у водневоподібних системах. Використання рівняння Шредінгера, хвильова функція та квантові числа. Енергія атома водню і його спектр. Виродження рівнів та магнітний момент водневого атома.
реферат [329,9 K], добавлен 06.04.2009Основні властивості неупорядкованих систем (кристалічних бінарних напівпровідникових сполук). Характер взаємодії компонентів, її вплив на зонні параметри та кристалічну структуру сплавів. Електропровідність і ефект Холла. Аналіз механізмів розсіювання.
реферат [558,1 K], добавлен 07.02.2014Вимірювання рівня кислотності розчинів, складу газових сумішей. Схема термокондуктометричного газоаналізатора. Показники концентрації окремих хімічних речовин у водяних розчинах. Значення та принцип роботи приладів, що визначають вологість речовин.
реферат [420,6 K], добавлен 12.02.2011Проблеми енергетичної залежності України від Росії та Європейського Союзу. Розробка концепцій енергетичного виробництва та споживання готових енергетичних ресурсів. Залежність між підходом до використання енергетичних ресурсів та економічною ситуацією.
статья [237,2 K], добавлен 13.11.2017Ознайомлення із структурою та функціонуванням електронно-променевого осцилографа. Вимірювання випрямленої напруги, користуючись зовнішнім ділителем. Визначення частоти вхідного сигналу, користуючись відображенням періоду та за допомогою фігур Лісажу.
лабораторная работа [322,7 K], добавлен 10.06.2014Призначення та класифікація теплового устаткування. Будова електронагрівальних елементів і принцип регулювання потужності. Недоліки закритих нагрівальних елементів. Переваги застосування трубчастих електронагрівачів. Принцип дії інжекційних пальників.
практическая работа [473,3 K], добавлен 12.09.2012Економічні аспекти розвитку магніто-резонансної томографії. Фізичні основи та функціонально-логічна схема МРТ. Інженерний аналіз технічного стану. Матриця станів. Розрахунок надійності МР-томографа та ремонтопридатності. Розподіл часу поточного ремонту.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.05.2014Методи кількісної електронної мікроскопії. Роздільна здатність оптичних приладів. Будова та принцип дії растрового просвічуючого та емісійного мікроскопів. Особливості застосування прибору в біології при вивченні тонкої будови і структури клітки тканин.
реферат [1006,8 K], добавлен 16.10.2014Аналіз стійкості вихідної САР за критеріями Гурвіца і Михайлова. Динамічний синтез системи автоматизації електроприводу, її реалізація за допомогою послідовного й паралельного корегувального пристрою. Синтез САР у просторі станів за розташуванням полюсів.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 26.12.2014Структура і фізичні властивості кристалів Sn2P2S6: кристалічна структура, симетрійний аналіз, густина фононних станів і термодинамічні функції. Теорія функціоналу густини, наближення теорії псевдо потенціалів. Рівноважна геометрична структура кристалів.
дипломная работа [848,2 K], добавлен 25.10.2011Аналіз роботи і визначення параметрів перетворювача. Побудова його зовнішніх, регулювальних та енергетичних характеристик. Розрахунок і вибір перетворювального трансформатора, тиристорів, реакторів, елементів захисту від перенапруг і аварійних струмів.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.05.2015
