Диссертация (1144226), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Эволюцияструктуры исследовалась в диапазоне температур от комнатной до 460 K врежиме нагрева и охлаждения методами дифракции нейтронов (дифрактометр Е9HZB, Берлин, λ = 1,7982 Å) и рентгеновского излучения (дифрактометр SupernovaСПбПУ, Сaнкт-Петербург, λ = 1,54 Å). Стабильность температуры во времяизмерений была не хуже ±2 K.84На основе анализа экспериментальных данных были уточнены фазовыедиаграммы НКМ, изготовленных из расплава и раствора, а также сделана оценкакритического размера наночастиц нитрата калия, при котором происходитстабилизация сегнетоэлектрической фазы независимо от предыстории образца.85ЗаключениеИзучение обратного пространства SBN60 при комнатной температурепозволило выявить существование двух разных типов локального упорядочения сразными корреляционными длинами и различными формами корреляционныхфункций.
Оба типа диффузного рассеяния (особенно DS2) являются существенноанизотропными. Первый тип (DS1) наблюдается в окрестности отражений,соответствующихмодулированнойструктуре,и,вероятно,отвечаеткоррелированным волнам смещения атомов кислорода в NbO6 октаэдрах. Формалинии DS1 описывается квадрированным лоренцианом в обратном пространстве схарактерными корреляционными длинами (1)ab~ 10 нм и (1)c~ 15 нм,характеризующими размеры области локального упорядочения.
Второй тип (DS2)описывается лоренцевой формой линии как в базисной плоскости ab, так и вдольоси c, при этом корреляционная длина в плоскости ab существенно меньше ( (2)ab~ 3 нм) по сравнению с длиной (2)c~ 25 нм. Этот тип может быть связан срассеянием на областях локального упорядочения атомов Sr и Ba в каналахSBN60 пятиугольного сечения.В ходе работы была исследована температурная эволюция намагниченностив монокристаллах составов La0,875Sr0,125MnO3 и La0,93Sr0,07MnO3 и показано, что вLSMO-0,07 наблюдается один магнитный ФП при ТС = 125,8(1,5) K, а в LSMO0,125 – два магнитных ФП при ТС1 = 181,8(1,5) K и ТС2 = 157,6(1,5) K. Найденызначения критических индексов β = 0,280(8) для La0,93Sr0,07MnO3 и β1 = 0,434(29)для La0,875Sr0,125MnO3.
На основе полученных экспериментальных данных изначений критических индексов можно полагать, что ФП при температурах ТС иТС1 относятся к фазовым переходам второго рода, а ФП при ТС2 – к фазовымпереходам первого рода. Получены оценки магнитных моментов: μ1 = 2,47(1)μB/Mn и μ2 = 2,82(1) μB/Mn для LSMO-0,125 и LSMO-0,07 соответственно.Была разработана и оптимизирована технология изготовления щелочноборосиликатных железосодержащих магнитных стекол методом индукционнойплавки.Наосновеполученныхмагнитныхстеколбылиизготовленымакропористые магнитные стекла со средним диаметром пор 50 нм. На их основе86были сделаны НКМ, содержащие в порах внедренный сегнетоэлектрик KH2PO4.Для этих наночастиц экспериментально обнаружен температурный гистерезисоколо 5 К при переходе в сегнетоэлектрическое состояние, причем величинагистерезиса не зависит от значения приложенного магнитного поля.Впервые показано, что приложение магнитного поля к НКМ на основемагнитныхпористыхстеколприводиткповышениютемпературысегнетоэлектрического ФП ~ 6 К, т.е.
показана принципиальная возможностьуправления сегнетоэлектрическим состоянием наночастиц KDP с помощьювнешнего магнитного поля.Исследованы диэлектрические свойства и кристаллическая структура НКМна основе магнитных и немагнитных макропористых стекол, содержащихнаночастицы K1-x(NH4)xH2PO4 при x = 0 - 0,15, внедренных из водного раствора.При комнатной температуре кристаллическая структура внедренного в порыKADP соответствует объемной структуре. Величины средних диаметровнаночастиц составили ~ 53 (5) нм для наночастиц чистого KDP, 49 (2) нм дляобразца с 5% примеси ADP и 46 (2) нм для 15% ADP.
Анализ данныхдиэлектрическогооткликапоказалпонижениесегнетоэлектрического ФП TC при увеличениитемпературыконцентрации ADP приохлаждении и нагревании. Температуры ФП внедренных твердых растворовпонижаются также в сравнении с объемным K1-x(NH4)xH2PO4, однако скоростьпонижения данных температур существенно меньше, т.е.
при одинаковыхконцентрациях ADP в объемном твердом растворе значение TC оказываетсязначительно ниже, нежели в KADP в наноструктурированном состоянии.Объясняется это явлениями на интерфейсе «матрица – внедренный твердыйраствор KADP», которые играют основную роль в формировании фазовойдиаграммы KADP в условиях ограниченной геометрии.Введение примеси ADP в наночастицы KDP так же приводит к уменьшениютемпературы сегнетоэлектрического фазового перехода TC и в НКМ на основемагнитных MAP-стекол. Приложение внешнего магнитного поля практически неизменяетTCприохлаждении.Скорее87всего,этотэффектсвязансразнонаправленнымиэффектамитермическогосжатияиположительноймагнитострикции матрицы MAP.
В результате мы наблюдали температурныйгистерезис значения температуры Кюри.Методом дифракции нейтронов исследована температурная эволюциякристаллической структуры НКМ на основе пористых боросиликатных стекол сосредним диаметром пор 46 и 7 nm, содержащих внедренные наночастицы нитратакалия. Заполнение матриц проводилось из насыщенного водного раствора.Получена фазовая диаграмма состояния нитрата калия, находящегося в условияхограниченнойгеометриидляНКМKNO3+PG46.Определенысредниедифракционные размеры наночастиц KNO3 в данных НКМ, которые составляют 8± 2 нм для композита KNO3+PG7 и 31 ± 4 нм для композита KNO3+PG46.Уточнены размеры наночастиц KNO3, полученных при заполнении матриц PG46и PG7 из расплава под давлением: 47 ± 4 нм для PG46 и 17 ± 2 нм для PG7.Экспериментально показано, что существует критический размер наночастицнитрата калия (от 30 до 20 нм), меньше которого KNO3 в условиях ограниченнойгеометрии кристаллизуется только в сегнетоэлектрической фазе независимо отметода приготовления и температурной предыстории образцов.88БлагодарностиАвторвыражаетискреннююблагодарностьотдельнонаучномуруководителю д.ф.-м.н.
Набережнову А.А., д.-ф.м.н. Филимонову А.В., д.-ф.м.н.Вахрушеву С.Б. и к.-ф.м.н. Королевой Е.Ю., а также всем сотрудникам научнообразовательного центра «Физика нанокомпозитных материалов электроннойтехники» СПбПУ за поддержку, внимание и активное участие в подготовкедиссертационной работы.ТакжеавторблагодаритсотрудниковИнженерногоцентраСанкт-Петербургского государственного технологического института (Техническийуниверситет, СПб), Европейского центра синхротронного излучения (Гренобль,Франция), Лаборатории сильных магнитных полей и низких температур (Вроцлав,Польша),ЭлектротехническогоинститутаГанноверскогоуниверситета(Ганновер, Германия), Нейтронного источника в Гельмгольтц центре (Берлин,Германия)запредоставленноеэкспериментальноевремяипомощьвинтерпретации результатов, а также Сысоеву А.А.
за изготовление исследуемыхНКМ и Томкович М.В. за помощь в сертификации магнитных стекол.Данная работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 15-02-01413) иРоссийского научного фонда (проект № 14-22-00136 «Структура и свойствасамоорганизованныхикомпозитныхмезоструктурированныхсегнето-ипьезоэлектриков и мультифункциональных материалов, 14-22-00136»).Часть результатов получена в рамках выполнения государственного заданияМинистерства образования и науки РФ в СПбПУ (№. 3.1150.2017/4.6) ипрограммыDAAD“СтратегическоепартнерствоСанкт-Петербургскогополитехнического университета Петра Великого и Лейбниц университетаГанновера”.89Список цитируемой литературы1 Mamin, R.F.
Giant dielectric susceptibility and magnetocapacitance effect inmanganites at room temperature / R.F. Mamin, T. Igami, G. Marton, et. al. // TechnicalPhysics Letters. – 2008. – Vol. 86. – Issue. 10. – Pp. 731-735.2 Ivanov, V.Yu. Magnetic, dielectric, and transport properties of La1-xSrxMnO3 atsubmillimeter wavelengths / V.Yu. Ivanov, V.D. Travkin, A.A. Mukhin et al.
// Journalof Applied Physics. – 1998. – Vol. 83. – Pp. 7180.3 Tomoiaga, A.M. Investigations on nanoconfinement of low-molecular antineoplasticagents into biocompatible magnetic matrices for drug targeting / A.M. Tomoiaga, B.I.Cioroiu, V. Nica and A. Vasile // Colloids Surf.
B, Biointerfaces. – 2013. – Vol. 111. –Pp. 52 – 59.4 Baikousi, M. Synthesis and characterization of sol-gel derived bioactive CaO – SiO2– P2O5 glasses containing magnetic nanoparticles / M. Baikousi, S. Agathopoulos, I.Panagiotopoulos et al. // J.Sol-Gel Sci. Technol. – 2008. – Vol. 47. – No. 1. – Pp. 95 –101.5 Bibes, M. Nanoferronics is a winning combination / M. Bibes // Nature Mater. –2012. – Vol. 11. – No. 5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
