Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2020, выпуск 1 » Статья стр. 94
<<<>>>
Парамагнитные антисайт Mn-дефекты в нанокерамике алюмомагниевой шпинели
DOI: 10.21883/FTT.2020.01.48744.568
Переводная версия: 10.1134/S1063783420010370
Министерство образования и науки Российской Федераци, 3.1485.2017/4.6
Правительство Российской Федерации, акт 211, 02.Ф03.21.0006
Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), Новые функциональные материалы для перспективных технологий, АААА-А19-119031890025-9
Зацепин А.Ф.1, Киряков А.Н.1, Байтимиров Д.Р.1, Дьячкова Т.В.2, Тютюнник А.П.2, Зайнулин Ю.Г.2
1Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
2Институт химии твердого тела Уральского oтделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
Email: a.f.zatsepin@urfu.ru, arseny.kiriakov@urfu.ru, D.R.Bajtimirov@urfu.ru, dyachkova@ihim.uran.ru
Поступила в редакцию: 16 августа 2019 г.
Выставление онлайн: 20 декабря 2019 г.
PDF версия
Исследовано влияние структурных и размерных факторов на формирование собственных и примесных парамагнитных центров в нанокерамиках алюмомагниевой шпинели. Исследуемые образцы (с размером зерен ~30 nm) были получены методом термобарического синтеза. В качестве эталонов были использованы микрокристаллическая керамика и монокристалл MgAl2O4. В монокристалле и микрокерамике присутствуют характерные парамагнитные центры Mn2+ (константа сверхтонкой структуры (СТС) A=82 G). В исследуемых образцах нанокерамики в исходном состоянии регистрируются как примесные Mn2+ так и собственные F+-центры. В отличие от нанокерамики в эталонных образцах центры типа F+ возникают только после облучения 130 keV ускоренными электронами. Параметры Mn2+ центров в нанокерамике существенно отличаются от таковых в микрокерамике и монокристалле. Для Mn2+-центра в нанокерамике ЭПР сигнал характеризуется двумя аномальными константами СТС (A1=91.21 G, A2=87.83 G), обусловленными двумя разновидностями октаэдрически координированных ионов марганца (антисайт дефектов [Mn2+]Al3+). Особенности спектральных параметров марганцевых центров коррелируют с уменьшением параметра решетки MgAl2O4 в наноструктурном состоянии. Наблюдаемые эффекты интерпретируются на основе предположенной схемы зарядовой компенсации [Mn2+]Al3+ алюминиевым антисайт дефектом и F+-центром. Ключевые слова: Электронный парамагнитный резонанс, MgAl2O4, нанокерамика, микрокерамика, сверхтонкая структура, антисайт дефекты.
  1. J.M. Costantini, G. Lelong, M. Guillaumet, W.J. Weber, S. Takaki, K. Yasuda. J. Phys.: Condens. Matter 28, 325901 (2016)
  2. A. Ibarra, D. Bravo, M.A. Garcia, J. Llopis, F.J. Lopez, F. Garner. J. Nucl. Mater 258, 1902 (1998)
  3. G.P. Summers, G.S. White, K.H. Lee, Jr.J.H. Crawford. Phys. Rev. B: Condens. Matter 21, 2578 (1980)
  4. Ю. Казаринов, В. Кватчадзе, В. Грицина, М. Абрамишвили, З. Акхвледианни, М. Галусташвили, Г. Деканозишвили, Т. Калабегишвили, Т. Тавкелидзе. Вопросы атомной науки и техники 5, 8 (2017)
  5. I.V. Afanasyev-Charkin, D.W. Cooke, V.T. Gritsyna, M. Ishimaru, K. Sickafus. Vacuum 58, 2 (2000)
  6. M. Ishimaru, Y. Hirotsu, I.V. Afanasyev-Charkin, K.E. Sickafus. J. Phys.: Condens. Matter 14, 1237 (2002)
  7. M. Ishimaru, Y. Hirotsu, K.E. Sickafus. Microscopy 51, 219 (2002)
  8. N. Kishimoto, Y. Takeda, N. Umeda, V.T. Gritsyna, C.G. Lee, T. Saito. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 166, 840 (2000)
  9. E. Hanamura, Y. Kawabe, H. Takashima, T. Sato, A. Tomita. J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 12, 467 (2003)
  10. V.T. Gritsyna, V.A. Kobyakov, L.A. Litvinov. J. Appl. Spectrosc. 45, 837 (1986)
  11. D. Valiev, S. Stepanov, O. Khasanov, E. Dvilis, E. Polisadova, V. Paygin. Opt. Mater. 91, 396 (2019)
  12. S. Sawai, T. Uchino. J. Appl. Phys. 112, 103523 (2012)
  13. A. Lushchik, S. Dolgov, E. Feldbach, R. Pareja, A.I. Popov, E. Shablonin, V. Seeman. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 435, 31 (2018)
  14. A. Navrotsky, O.J. Kleppa. J. Inorg. Nucl. Chem. 29, 2701 (1967)
  15. V. D'Ippolito, G.B. Andreozzi, D. Bersani, P.P. Lottici. J. Raman Spectrosc. 46, 1255 (2015)
  16. Y. Zou, D. He, X. Wei, R. Yu, T. Lu, X. Chang, S. Wang, L. Lei. Mater. Chem. Phys. 123, 529 (2010)
  17. J.S. Shaffer, H.A. Farach, JrC.P. Poole. Phys. Rev. B. 13, 1869 (1976)
  18. E. Simanek, K.A. Mueller. Chem. Phys. Lett. 4, 482 (1970)
  19. A.N. Kiryakov, A.F. Zatsepin, T.V. Dyachkova, A.P. Tytunyunnik, Y.G. Zainulin, G. Yakovlev, V.A. Pustovarov, D. Bautimirov. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 443, 012014 (2018)
  20. B.H. Toby. J. Appl. Crystallogr. 34, 210 (2001)
  21. A.C. Larson, R.B. Von. Dreele Report lAUR. 86 (1994)
  22. H. Maekawa, S. Kato, K. Kawamura, T. Yokokawa. Am. Mineral. 82, 1125 (1997)
  23. P. Lombard, B. Boizot, N. Ollier, A. Jouini, A. Yoshikawa. J. Cryst. Growth. 311, 899 (2009)
  24. A.N. Kiryakov, A.F. Zatsepin, Y.V. Shchapova, E.V. Golyeva, V.A. Pustovarov. KnE Mater. Sci. 4, 98 (2018)
  25. A.N. Kiryakov, A.F. Zatsepin, A.I. Slesarev, T.V. Dyachkova, Y.G. Zainulin, M. Mashkovtsev, G. Yakovlev, A.S. Vagapov. AIP Conf. Proc. --- AIP Publishing. 2015, 020039 (2018)
  26. V. Kortov, S. Zvonarev, A. Kiryakov, D. Ananchenko. Mater. Chem. Phys. 170, 168 (2016)
  27. Ч. Пул Техника эпр-спектроскопии / Пер. с англ. Мир, M. (1970)
  28. F. Meducin, S.A. Redfern, Y. Le Godec, H.J. Stone, M.G. Tucker, M.T. Dove, W.G. Marshall. Am. Mineral. 89, 981 (2004)
  29. N.B. Hannay, C.P. Smyth. J. Am. Chem. Soc. 68, 171, (1946)
  30. JrF.W. Breivogel, V. Sarkissian. J. Chem. Phys. 48, 2442 (1968).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme