Особенности строения сверхкристаллов и возможные применения их в электронике
ВВЕДЕНИЕ
Нестехиометрия занимает важное место во всех областях химии твердого тела, материаловедении и техники [1]. Она обуславливает взаимосвязь между свойствами вещества и его составом, а также делает возможным регулировать свойства вещества путем изменения состава или путем упорядочения нестехиометрического соединения, не затрагивая химический состав [1].Еще на рубеже XVIII-XIX веков были сформулированы основные законы химии – законы стехиометрии – закон эквивалентов, постоянства состава вещества и кратных от ношений [2].Представления о химическом эквиваленте и понятие «стехиометрия» были впервые представлены И.Б. Рихтером в 1793 году [1,2].Закон постоянства состава был сформулирован в 1799 году Ж.Л. Прустом, согласно которому «состав химических соединений остается постоянным независимо от способа его получения» [1,2].
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Что такое сверхкристалл?
Переход типа беспорядок-порядок
Классификация сверхструктур
1 Сверхструктуры внедрения
1.1 Нестехиометрические соединения внедрения с дефектностью в одной подрешетке
1.2 Нестехиометрические соединения внедрения с двойной дефектностью
2 Сверхструктуры замещения
2.1 Сверхструктуры на основе ГЦК решетки
2.2 Сверхструктуры на основе ОЦК решетки
2.3 Длиннопериодичные структуры
Применение сверхкристаллов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Гусев А.И. Нестехиометрия и сверхструктуры // Успехи физических наук. – 2014. – Т.184, №9. – С.905-945.
2. Петров А.Н. Доклады юбилейной научной конференции «Нестехиометрические твердые оксиды – новые материалы современной техники» // Известия УрГУ. – 2001. – №19. – С.43-51.
3. Курнаков Н.С. Избранные труды. В 3 томах. Т. 3. – М.: Изд-во АН. СССР, 1963. – 568 с.
4. Уразов Г.Г. Академик Н.С. Курнаков – создатель физико-химического анализа. – М.:Знание, 1952. – 23 с.
5. Гусев А.И. Превращения беспорядок-порядок и фазовые равновесия в сильно нестехиометрических соединениях // Успехи физических наук. – 2000. – Т.170, №1. – С.3-40.
6. Гусев А.И. Нестехиометрия, беспорядок, ближний и дальний порядок в твердом теле. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 856 с.
7. Гусев А.И., Ремпель А.А. Нестехиометрия в твердом теле. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2017. – 656 с.
8. Гусев А.И. Последовательность превращений беспорядок-порядок и порядок- порядок при образовании сверхструктур М2Х // Письма в ЖЭТФ. – 2010. – Т.91, №3. – С.130–135.
9. Баранов М.А., Дубов Е.А. Особенности строения кристаллических решеток низкосимметричных сверхструктур // ЭФТЖ. – 2005. – Т.1. – С.1-10.
10. Гусев А.И. Семейство сверхструктур типа Ti5O5 // ЖЭТФ. – 2015. – Т.147, №5. – С.984–992.
11. Кан Р. Физическое металловедение. – М.: Мир, 1968. – 489 с.
12. Калина Б.А. Физическое материаловедение. В 6 томах Т.1. / Под общей ред. Б. А. Калина. – М.: МИФИ, 2007. – 636 с.
13. Генералова К.Н., Глухов А.В., Волков А.Ю. Рентгеноструктурный анализ кинетике атомного упорядочения по типу L10 в нестехимометрическом медно-золотом сплаве // Вестник ПНИПУ. – 2018. – Т.20, №2. – С. 75-85.
14. Ремпель А.А. Эффекты атомно-вакансионного упорядочения в нестехиометрических карбидах // Успехи физических наук. – 1996. – Т.166, №1. – С.33-60.
Нестехиометрические соединения имеют два предельных состояния: полностью упорядоченное и неупорядоченное распределения. Нестехиометрию можно рассматривать в качестве предпосылки для беспорядка или порядка в распределении атомов и вакансий в структуре соединения [1,5].В основе образования сверхструктур лежит фазовый переход беспорядок-порядок. В переходах этого типа какая-либо неупорядоченная или упорядоченная структура (в случае переходов порядок-порядок) переходит в упорядоченную фазу [8].В случае, когда мы имеем дело с неупорядоченном состоянии твердого вещества, компоненты твердого раствора замещения распределены в нем случайным образом [1,5]. При понижении и достижении определенной температуры происходит фазовый переход, приводящий к упорядоченному состоянию твердого раствора замещения и разделению кристаллической решетки на несколько подрешеток, отличающихся вероятностью заполнения узлов определенными атомами [1,6,7].