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!

    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ