Фазовые переходы в моносульфидах 3d-металлов Текст научной статьи по специальности «Физика»

Решетневские чтения

Исследование зависимости плотностей состояния структур монослоя И-БМ от наличия бора, азота и би-вакансии по бору и азоту, при одноосной деформации выявило, что внедренный уровень при сжатии перемещается к вакантному нижнему уровню или к заполненному верхнему уровню. В случае дефекта бора внедренный уровень при сжатии приближается к заполненному верхнему уровню, а при расширении - к вакантному нижнему уровню. В случае дефекта азота внедренный уровень при сжатии приближается к вакантному нижнему уровню, а при расширении - к заполненному верхнему уровню. При наличии бивакан-сии наблюдается два внедренных состояния, при сжатии оба состояния стремятся к заполненному верхнему уровню. Таким образом, разброс ширины щели запрещенной зоны объясняется наличием дефектов, которые в определенном количестве присутствуют в кристалле, и условиями, в которых находится система, а именно деформацией слоя.

Анализ распределения спиновой плотности показал, что в случае бездефектной структуры, а также в случае, когда внедренные состояния оказываются де-локализованными, спиновая плотность равномерно распределена по всем атомам, входящим в суперячей-ку. Когда внедренное состояние локализовано в области дефекта, спиновая плотность распределена неоднородно и имеет максимум неоднородности распределения на атомах, окружающих дефект. Это в свою очередь приводит к появлению в данном случае

в системе магнитного момента. Таким образом, магнитный момент в недеформированной структуре появляется при наличии дефекта по азоту, при этом дополнительно он может появляться при сжатии на 2 и 4 % и растяжении на 2 % пластины h-BN с дефектом бора и растяжении на 4 % монослоя с бидефек-том.

Библиографические ссылки

1. Ooi N. et al. // Mater. Sci. Eng. 2006. 14. 515.

2. Novoselov K. S. et al. // PNAS. 2005. 102. 10451.

3. Song Li, Lijie Ci, Hao Lu, Sorokin P. B. et al. // Nano Lett. 2010. 10. 3209.

4. Xingfa G. et al. // J. Phys. Chem. 2008. C 112. 12677.

5. Du Sean A. J. et al. // Chem. Phys. Let. 2007. 447. 181.

6. Watanabe K. et al. // Nature Mater. 2004. 3. 404.

7. Solozhenko V. L. et al. // J. Phys. Chem. 2001. Solids. 62. 1331.

8. Kohn W. et al. // Phys. Rev. 1965. 140. 1133.

9. Kresse G. et al. // Phys. Rev. 1993. 47. 558.

10. Kresse G. et al. // Phys. Rev. 1993. 48. 13115.

11. Kresse G. et al. // Phys. Rev. 1994. 49. 14251.

12. Vanderbilt D. // Phys. Rev. 1990. 41. 7892.

13. Tang W. et al. // J. Phys.: Condens. Matter 2009. 21. 084204.

14. Sanville E. et al. // J. Comp. Chem. 2007. 28. 899.

15. Henkelman G. et al. // Comput. Mater. Sci. 2006. 36. 254.

M. V. Serzhantova, A. A. Kuzubov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

THEORETICAL INVESTIGATION OF DEFECTS INFLUENCE ON ELECTRONIC STRUCTURE OF h-BN MONOLAYER

Influences of boron and nitrogen vacant positions and deviances on the electronic structure of h-BN were investigated in our work. If there are some vacant positions in the structure the interstitial states appear in a band gap. The position of interstitial state changes in dependence of strain. Computations show that interstitial state might be localized or nonlocalized on atoms surrounding the defect in dependence of the kind of defect and the strength of applied strain. When state is localized the inhomogeneity of spin density distribution is observed.

© CepxaHTOBa M. B., Ky3y6oB A. A., 2010

УДК 537.312.6

В. В. Соколович

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В МОНОСУЛЬФИДАХ 3d-МЕТАЛЛОВ

Проведен анализ физических свойств моносульфидов 3d-металлов. При этом основное внимание уделено изменениям в свойствах, возникающих при изменении числа 3d-электронов. В результате анализа выявлен ряд закономерностей, характерных для моносульфидов и определяемых степенью заполнения 3d-состояний.

В соединениях переходных металлов наблюдается свойств. Для большинства окислов переходных ме-

широкий спектр физических свойств. Особенности таллов наблюдаемые свойства достаточно хорошо

этих соединений в основном определяются специфи- описываются на основе зонной теории с учетом

кой d-электронов, сочетанием зонных и атомных межэлектронного и электрон-фононного взаимодей-

Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической отрасли

ствия. В случае сульфидов возникает необходимость в использовании многоэлектронных представлений, учитывающих существование зонных и атомных состояний. В связи с этим сульфиды представляют интерес как с практической, так и с теоретической точки зрения.

Особый интерес среди сульфидов вызывают моносульфиды 3 ^металлов, кристаллизующиеся в структуре типа №аб. Гексагональная №А$-структура в данных моносульфидах наблюдается при высоких температурах, при низких температурах реализуются структуры более низкой симметрии. Наряду со структурными переходами в моносульфидах наблюдаются переходы «металл-диэлектрик», магнитные переходы [1].

№АБ-структура и указанные выше фазовые переходы характерны для ^^-соединений. Анализ тем-

ператур структурных и магнитных переходов показывает, что с уменьшением числа ^электронов в металлах, наблюдается понижение температур этих переходов.

Причем немаловажно, что уменьшение температур происходит практически линейно. Также обращает на себя внимание различие в характере магнитных структур, реализуемых в ТО, УБ, СгБ и БеБ, СоБ, N18. В данном случае прослеживается зависимость типа реализуемой магнитной структуры от числа ^элект-ронов.

Библиографическая ссылка

1. Лосева Г. В., Овчинников С. Г., Петраковский Г. А. Переход металл-диэлектрик в сульфидах З^металлов. Новосибирск : Наука, 1983.

V. V. Sokolovich

Siberian State Aerospace University name named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk THE PHASE TRANSITIONS IN 3D-METALLS MONOSULFIDES

The analysis of the physical properties of the3d-metals monosulfides has been carried out. Thus, the basic attention was given to the changes appear due to the variable number of the 3d-electrons. As a result, the series of the regularities typical for the monosulfides which are determined of the population of the 3d-states were revealed.

© COKOJIOBHH B. B., 2010

УДК 537.312.6

В. В. Соколович, О. А. Баюков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

МЕССБАУЭРОВСКИЕ СПЕКТРЫ Ре^хБ

Проведено изучение влияния вакансий на мессбауэровские спектры сульфидов 3d-металлов. Мессбауэров-ские измерения проводились при комнатной температуре. В качестве объектов исследования использовались синтезированные и природные образцы сульфида железа. Проведен совместный анализ полученных мессбау-эровских спектров со спектрами, наблюдаемыми ранее для FexCr1_

Большинство моносульфидов 3d-металлов кристаллизуется в структуре типа NiAs, либо в ее модификациях. Данные сульфиды обладают широким спектром физических свойств и у них наблюдаются всевозможные фазовые превращения. Важно отметить, что все соединения, кристаллизующиеся в структуре типа NiAs и ее аналогах, за исключением АиБп, содержат в своем составе переходные элементы. Соответственно, понятно, что разнообразие наблюдаемых стабильных фаз, формирующихся на основе гексагональной никель-арсенидной структуры, разнообразие наблюдаемых физических свойств есть результат способности d-электронов образовывать различные химические связи. Очевидно, что это последнее определяется числом электронов в d-состояниях и распределением электронов по этим состояниям. Интересные возможности для изучения влияния степени заполнения d-состояний на физические свойства предостав-

ляют твердые растворы замещения - соединения, в которых один элемент замещается элементом с другим числом d-электронов.

При этом особый интерес в данном случае представляет информация, получаемая методами мессбау-эровской спектроскопии. Исследование твердых растворов Бе^Сг1-1Б было предпринято в работе [1]. Используемая в работе технология получения образцов не исключала возникновения в них катионных вакансий. В связи с этим в данной работе предпринято изучение влияния вакансий на мессбауэровские спектры Бе1-^Б. В качестве объектов исследования использовались синтезированные и природные образцы. Проведено обсуждение наблюдаемых спектров.

Библиографическая ссылка

1. Соколович В. В., Баюков О. А. // ФТТ. 2007. 49. 10. 1831.