Влияние интеркалации атомов 3d- и 4f-элементов на структуру и физические свойства дихалькогенидов переходных металлов IV и V групп : диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук : 01.01.07

📅 2018 год
Шерокалова, Е. М.
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………………………………………………….. 4
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР …………………………………………………………………………………………….. 11
1.1 Кристаллическая структура и физические свойства дихалькогенидов переходных металлов
IV и V групп TX2 (T=Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta; X=S, Se, Te) ………………………………………………………… 11
1.1.1 Особенности кристаллической структуры и структурные переходы ………………………. 11
1.1.2 Влияние нестехиометрии и особенности синтеза некоторых соединений TX2 ………….. 19
1.1.3 Особенности электронной структуры и физические свойства соединений TX2 ………… 22
1.2 Влияние интеркалации атомов переходных металлов на кристаллическую структуру и
физические свойства слоистых соединений TX2 …………………………………………………………………… 29
1.2.1 Кристаллическая структура интеркалированных соединений MxTX2………………………… 30
1.2.2 Влияние интеркалации атомов 3d-металлов на электронную структуру,
электрические свойства и теплоемкость соединений TX2 ………………………………………………… 31
1.2.3 Магнитные свойства интеркалированных соединений MxTX2 и основные
взаимодействия, ответственные за магнитное упорядочение ………………………………………….. 33
1.2.4 Интеркалированные соединения, содержащие редкоземельные ионы ……………………….. 38
1.3. Цели и задачи исследования ………………………………………………………………………………………….. 39
2 МЕТОДЫ И ПОДХОДЫ ………………………………………………………………………………………………… 40
2.1 Синтез соединений …………………………………………………………………………………………………………. 40
2.2 Рентгеноструктурный анализ ………………………………………………………………………………………….. 43
2.3 Сканирующая электронная микроскопия ………………………………………………………………………… 43
2.4 Нейтронографические измерения ……………………………………………………………………………………. 44
2.5 Измерение электросопротивления и магниосопротивления……………………………………………… 44
2.6 Измерение магнитных характеристик ……………………………………………………………………………… 46
2.7 Методика измерения коэффициента линейного термического расширения ……………………… 49
2.8 Измерение теплоемкости ………………………………………………………………………………………………… 50
3 СТРУКТУРА, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ
CrxTSe2 (T = V, Nb) …………………………………………………………………………………………………………….. 52
3.1 Влияние интеркалации Сr на структуру, электрические и магнитные свойства диселенида
ванадия. ………………………………………………………………………………………………………………………………. 52
3.1.1 Фазовые превращения в соединении-матрице VSe2……………………………………………………. 52
3.1.2 Кристаллическая структура и электросопротивление интеркалированных соединений
CrxVSe2 …………………………………………………………………………………………………………………………….. 61
3.1.3 Магнитные свойства соединений CrxVSe2 ………………………………………………………………… 65
3.2 Эволюция кристаллической структуры, электросопротивления и магнитных свойств
диселенида ниобия при интеркалации хромом ……………………………………………………………………… 69
3.2.1 Аттестация и кристаллическая структура интеркалированных соединений CrxNbSe2 69
3.2.2 Электросопротивление и магнитные свойства соединений CrxNbSe2 ……………………….. 72
3.3 Влияние состава соединения-матрицы на формирование магнитного момента атомов хрома
и магнитное упорядочение в соединениях CrxTX2 ………………………………………………………………… 81
3.4 Заключение к главе 3 ……………………………………………………………………………………………………… 85
4 СТРУКТУРА, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ
Fe0.5TiS2-ySey ……………………………………………………………………………………………………………………….. 88
4.1 Соединение Fe0.5TiS2: особенности формирования магнитного порядка…………………………… 88
4.1.1 Кристаллическая структура, теплоемкость и электросопротивление соединения
Fe0.5TiS2……………………………………………………………………………………………………………………………. 88
4.1.2 Магнитное состояние соединения Fe0.5TiS2 ………………………………………………………………. 93
4.1.3 Необратимость в поведении магнитосопротивления соединения Fe0.5TiS2 ……………… 100
4.1.4 Магнитная структура соединения Fe0.5TiS2 ……………………………………………………………. 103
4.1.5 Магнитные свойства монокристалла Fe0.44Ti0.9S2 …………………………………………………… 109
4.2 Влияние замещения по подрешетке халькогена на структуру и магнитные свойства
соединений Fe0.5TiS2-ySey ……………………………………………………………………………………………………. 114
4.2.1 Кристаллическая структура и электрические свойства соединений Fe0.5TiS2-ySey …… 114
4.2.2 Магнитные и магниторезистивные свойства соединений Fe0.5TiS2-ySey …………………… 118
4.2.3 Магнитная структура соединений Fe0.5TiS2-ySey ……………………………………………………… 126
4.2.4 Поведение намагниченности соединений Fe0.5TiS2-ySey в сверхсильных магнитных полях .. 129
4.3 Заключение к главе 4 ……………………………………………………………………………………………………. 132
5 СТРУКТУРА, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ДИСЕЛЕНИДА
ТИТАНА ПРИ ИНТЕРКАЛАЦИИ 4f–ЭЛЕМЕНТАМИ И СОВМЕСТНОЙ
ИНТЕРКАЛАЦИИ 3d- И 4f-ЭЛЕМЕНТАМИ …………………………………………………………………. 136
5.1 Кристаллическая структура соединений RxTiSe2 и RxFeyTiSe2 (R = Gd, Dy) ……………………. 136
5.2 Кинетические свойства соединений RxTiSe2 и RxFeyTiSe2 (R = Gd, Dy) ………………………….. 139
5.3 Магнитное состояние интеркалированных соединений RxTiSe2 (R = Gd, Dy) и RxFeyTiSe2. 142
5.4 Заключение к главе 5 ……………………………………………………………………………………………………. 152
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………………….. 154
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ………………………………………………………… 161
БЛАГОДАРНОСТИ …………………………………………………………………………………………………………. 162
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………………………………………………………….. 163

Интенсивное изучение слоистых интеркалированных дихалькогенидов переходных
металлов ведется с начала 70-х г. XX века и связано с одной стороны с необходимостью
выяснения механизмов, отвественных за формирование электронных и решеточных свойств
дихалькогенидов и интеркалированных соединений на их основе, и с другой стороны с
проблемой получения материалов с новыми функциональными характеристиками для
практического применения [1-4]. Системы с пониженной размерностью в последние годы
привлекают все возрастающий интерес исследователей, так как многие гранулированные
системы, пленки, искусственные многослойные структуры и квазиодномерные системы
обладают уникальными характеристиками с точки зрения их возможного практического
применения. Дополнительный толчок для расширения исследований дало открытие
возможности получать графеноподобные монослои дихалькогенидов переходных металлов с
многообещающими электрическими свойствами [5-8]. Кроме того, такие системы в ряде
случаев могут выступать в качестве модельных объектов для проверки различных теорий.
Дихалькогениды переходных металлов ТX2 (Т – переходный метал IV, V групп, X –
халькоген) имеют ярко выраженный квазидвумерный характер кристаллической структуры, что
является следствием существования в них так называемой «Ван-дер-Ваальсовой щели» между
трехслойными блоками («сэндвичами») X–T–X, куда оказывается возможным внедрять
(интеркалировать) атомы различных элементов или даже целые молекулы. Как показали
исследования, физические свойства соединений, получаемых путем интеркалирования,
существенно отличаются от свойств исходных соединений TX2. Значительное внимание
уделялось исследованиям дихалькогенидов титана, интеркалированных 3d-переходными
металлами, атомы которых обладают незаполненными электронными оболочками и могут
более эффективно участвовать в образовании химической связи. Взаимодействия внедренных
атомов с атомами матрицы приводят к деформации кристаллической решетки, изменению
электропроводности и магнитного момента внедренных магнитных атомов, возникновению
различных магнитных состояний. Большая часть проводимых исследований была посвящена
изучению влияния сорта и концентрации интеркалируемых атомов в широком интервале
концентраций, однако при этом не уделялось достаточного внимания влиянию самого
исходного соединения (матрицы интеркалирования) и исследованию эффектов замещения
одного халькогена другим на формирование физических свойств интеркалированных
соединений.
В связи с этим целью настоящей работы являлось выяснение влияния
интеркалированных атомов 3d- и 4f-элементов на структуру, фазовые превращения и
физические свойства слоистых соединений на основе дихалькогенидов переходных металлов
IV и V групп, а также установление роли соединения-матрицы в формировании свойств
интеркалированных соединений.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие конкретные задачи:
• Синтез различных дихалькогенидов переходных металлов IV и V групп типа TX2 (T = Ti, V,
Nb, Ta; X = S, Se), в том числе, и с частичным замещением по подрешетке халькогена.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 Выполненных работ