Автореферат (1144224)
Текст из файла
На правах рукописиВанина Полина ЮрьевнаСТРУКТУРА И СВОЙСТВА РЯДА МОДЕЛЬНЫХНАНОНЕОДНОРОДНЫХ МУЛЬТИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВСпециальность 01.04.04 — физическая электроникаАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург — 2018Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательномучреждении высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университетПетра Великого».Научный руководитель: доктор физико-математических наук, старший научныйсотрудникНабережнов Александр АлексеевичОфициальные оппоненты:ГОЛОСОВСКИЙ Игорь Викторовичдоктор физико-математических наук, доцент,ведущий научный сотрудник Отделения нейтронных исследованийФедерального государственного бюджетного учреждения«Петербургский институт ядерной физики им.
Б.П. Константинова»,Национального исследовательского центра «Курчатовский Институт»КОРОТКОВ Леонид Николаевичдоктор физико-математических наук, профессорпрофессор кафедры физики твердого телаФедерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшегообразования «Воронежский государственный технический университет»Ведущая организация:Федеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение высшего образования«Псковский государственный университет»Защита состоится «18» октября 2018 года в 14 часов 00 минут на заседаниидиссертационного совета Д 212.229.01 при ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургскийполитехнический университет Петра Великого» по адресу: 195251, Санкт-Петербург, ул.Политехническая, д.
29, учебный корпус 4, ауд. 305.С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГАОУ ВО«Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого».Автореферат разослан «»________________ 2018 г.Ученый секретарь диссертационного советаДоктор технических наук, профессорКоротков Александр Станиславович2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность. В последние годы интенсивное развитие нанотехнологий привело крезкому росту интереса к исследованию нанонеоднородных мультифункциональныхматериалов,демонстрирующихуникальныесвойства,как-то:колоссальноемагнитосопротивление, чрезвычайно высокие значения диэлектрической проницаемости,магнитоемкостного эффекта, пьезо-, пироэлектрических, электро- и нелинейнооптических характеристик, суперионные свойства, высокая каталитическая способность ит.п.
Таким образом, исследование микроскопических механизмов, приводящих квозникновению обозначенных выше макроскопических физических свойств, позволитсоздать теоретический и экспериментальный базис, необходимый для перехода к этапупрогнозируемого создания универсальных мультифункциональных материалов.Каждый из исследованных в данной работе материалов принадлежит к указанномутипу соединений.
К примеру, La1-xSrxMnO3 (LSMO-х) является материалом с чрезвычайновысокими значениями диэлектрической проницаемости (до 107) и магнитоемкостногоэффекта (до 105%), причем уже при комнатной температуре [1]. Кроме того кристаллыLSMOсталимодельнымобъектомдляисследованийколоссальногомагнитосопротивления [2]. Однако, несмотря на обширную сферу применения изначительный объем экспериментальной информации, вопрос о типе фазовых переходов ио величинах магнитных моментов в данных соединениях оставался открытым.В свою очередь, релаксорные сегнетоэлектрики, и, в частности, SrxBa1−xNb2O6 (SBNx) являются принципиально неоднородными системами с исходно разупорядоченнойструктурой.
В отличие от обычных однородных сегнетоэлектриков фазовый переход ианомалии свойств релаксоров значительно размыты в широкой области температур(область Кюри), а значения диэлектрических, пьезо-, пироэлектрических, электро- инелинейно-оптических характеристик чрезвычайно высоки и слабо зависят оттемпературы в области практического применения (в районе комнатной температуры).Наряду с этими материалами значительное внимание уделяется нанокомпозитнымматериалам (НКМ), которые являются одним из наиболее интересных и перспективных, сточки зрения применения, объектов.
В данной работе речь идет о диэлектриках(сегнетоэлектриках), внедренных в пористые матрицы с разветвленной системой сквозныхпор, в частности на основе магнитных и немагнитных пористых щелочно-боросиликатныхстекол (ЩБС). В настоящее время пористые матрицы на основе щелочно-боросиликатныхстекол (ЩБС) с магнитными свойствами и без таковых нашли применение во многихобластях медицины [3], биологии [4], электронике [5] и т.д. Главная причина стольширокой области применений – это возможность изготовления ЩБС с контролируемымнанометровым диаметром пор, в которые можно вводить различные материалы.Существует три метода изготовления стекол с магнитными свойствами: плавление ввысокотемпературном платиновом тигле с постоянным механическим перемешиванием[6], золь-гель метод [7] и синтез магнитных частиц непосредственно в порах матрицы [8].Основными недостатками этих методов являются невозможность получить большойобъем магнитных ЩБС, а также высокая стоимость данного процесса.НКМ на основе магнитных и немагнитных пористых щелочно-боросиликатныхстекол (ЩБС), содержащие как твердые растворы (1-x)KH2PO4 – (x)(NH4)H2PO4 (KDPADP, KАDP), так и дигидрофосфат калия в чистом виде, представляют большой интересне только с точки зрения фундаментальной науки исследований, но и для практическогоприменения.
Это является следствием нескольких факторов. Во-первых, это наличиебогатой фазовой диаграммы хорошо изученного массивного твердого раствора KАDP,которая включает сегнетоэлектрическое, антисегнетоэлектрическое и параэлектрическоесостояния, а также состояние дипольного стекла. Во-вторых, кристаллы KDP находятширокое применение в частотных преобразователей лазеров и электрооптическоймодуляции благодаря хорошим электрооптическим характеристикам и высокому порогуповреждения лазерным излучением [9 - 11], а сам процесс выращивания достаточно3больших и отличного оптического качества кристаллов чистого KDP прост.
И, наконец, втретьих, несмотря на то, что кристаллы KDP и ADP принадлежат к одному семейству иимеют близкий химический состав, барический эффект в KDP более ярко выражен,нежели в ADP, при этом температурные зависимости объемных коэффициентов тепловогорасширения существенно различны, а их значения отличаются на порядок.Целью диссертационной работы было получение информации об особенностяхфазовых состояний и внутреннейорганизации ряда мультифункциональныхнанонеоднородных материалов, приводящих к модификации макроскопическихфизических свойств в сегнетоэлектрике релаксоре Sr0,6Ba0,4Nb2O6 (SBN-60),мультиферроиках состава La0,875Sr0,125MnO3 (LSMO-0,125) и La0,93Sr0,07MnO3 (LSMO-0,07)и нанокомпозитных материалах на основе пористых диэлектрических матриц (и ихмагнитных аналогов), содержащих твердые растворы (1-x)KH2PO4 – (x)(NH4)H2PO4 (x=00.15)и сегнетоэлектрик KNO3, а также разработка и оптимизация технологииизготовления магнитных железосодержащих ЩБС методом индукционной плавкимагнитных стекол, необходимых для изготовления нанокомпозитных материалов на ихоснове.Основные задачи работы:1.
Выявление микроскопических особенностей структуры в монокристалле SBN-60при комнатной температуре, обуславливающих релаксорное состояние.2. Получение температурных зависимостей намагниченности и параметровмагнитных фазовых переходов (ФП) в монокристаллах мультиферроиков состава LSMO0,125 и LSMO-0,07.3. Выявление роли и влияния размерных эффектов, внешних воздействий иинтерфейса на сегнетоэлектрические ФП в НКМ на основе магнитных и немагнитныхЩБС, содержащих как твердые растворы KDP-ADP, так и KDP в чистом виде в условияхприложения магнитного поля и без него.4. Установление критического размера наночастиц нитрата калия, полученных привнедрении в пористые ЩБС, при котором стабильность сегнетоэлектрического состоянияв НКМ не зависит от температурной предыстории приготовления образцов.5.Разработкаиоптимизациятехнологииизготовлениямагнитныхжелезосодержащих ЩБС методом индукционной плавки и их сертификация.Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:1.
Установлено существование двух принципиально разных типов диффузногорассеяния в монокристалле SBN-60 при комнатной температуре (в релаксорномсостоянии), ответственных за локальные упорядочения ниобий –кислородных октаэдров иатомов стронция и бария в пятиугольных каналах, и определены соответствующиекорреляционные длины.2. Впервые получены температурные зависимости намагниченности длямонокристаллов мультиферроиков состава La0,875Sr0,125MnO3 и La0,93Sr0,07MnO3, изкоторых были определены параметры магнитных ФП, а также величины магнитныхмоментов марганца в этих соединениях.3. Впервые обнаружено влияние приложения магнитного поля на температурусегнетоэлектрического фазового перехода в наноструктурах на основе магнитныхпористых матриц, содержащих KH2PO4.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
