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

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