Автореферати та дисертаційні роботи

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995

Browse

Subject: search.filters.subject.solid solution

Search Results

Now showing 1 - 2 of 2
  • Thumbnail Image
    Item
    Кристалічна структура, термічне розширення та фазові перетворення функціональних матеріалів на основі алюмінатів неодиму та самарію
    (Національний університет "Львівська політехніка", 2014) Огонь, Наталія Анатоліївна
    Дисертація присвячена експериментальному дослідженню впливу катіонного заміщення на параметри кристалічної структури, температуру фазових переходів та термічне розширення твердих розчинів на основі алюмінатів неодиму та самарію як потенційних підкладкових матеріалів для епітаксії. В роботі проаналізовані та систематизовані літературні дані по дослідженню структури та термічного розширення алюмінатів РЗЕ зі структурою перовскиту. Досліджені області гомогенності та кристалічні структури твердих розчинів в псевдобінарних системах NdAlO3–RAlO3 та SmAlO3–RAlO3 (R=Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho), а також у споріднених системах галатів РЗЕ. Проведено аналіз залежностей параметрів елементарних комірок твердих розчинів та міжатомних віддалей від вмісту рідкісноземельного елементу. Методами термічного аналізу та in situ високотемпературної рентгенівської дифракції з використанням синхротронного випромінювання визначені температури фазових переходів 1-го роду та встановлені параметри кристалічної структури усіх високотемпературних модифікацій твердих розчинів Nd1-xRxAlO3 та Sm1-RxAlO3 в діапазоні температур 298–1123 К, на основі яких визначені відповідні значення коефіцієнтів термічного розширення. Проведено порівняння систем алюмінатів РЗЕ із спорідненими системами галатів РЗЕ. Побудовано діаграми стану систем NdAlO3–RAlO3 (R=Eu–Dy) та SmAlO3–RAlO3 (R=Eu, Gd). Диссертация посвящена экспериментальному исследованию влияния катионного замещения на параметры кристаллической структуры, температуру фазовых превращений и тепловое расширение твердых растворов на основе алюминатов неодима и самария как потенциальных подложечных материалов для эпитаксии. В роботе проанализированы и систематизированы литературные данные по исследованию структуры и теплового расширения алюминатов РЗЭ со структурой перовскита. Исследованы области гомогенности, а также кристаллические структуры твердых растворов в псевдобинарных системах NdAlO3–RAlO3 и SmAlO3–RAlO3 (R=Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho), а также в родственных системах галлатов РЗЭ. Проведен анализ зависимостей параметров элементарных ячеек твердых растворов и междуатомных расстояний от содержания редкоземельного элемента. Методами термического анализа и in situ высокотемпературной рентгеновской дифракции с использованием синхротронного излучения определены температуры фазовых переходов 1-го рода. Установлены параметры кристаллической структуры всех высокотемпературных модификаций твердых растворов Nd1-xRxAlO3 и Sm1- xRxAlO3 в диапазоне температур 298–1123 К, на основе которых рассчитаны соответствующие значения коеффициэнтов теплового расширения. Проведено сравнение систем алюминатов РЗЕ с родственными системами галатов РЗЕ. Построены диаграммы состояния систем NdAlO3–RAlO3 (R=Eu–Dy) и SmAlO3–RAlO3 (R=Eu, Gd). This work is devoted to investigation of the influence of cation substitution on the crystal structure parameters, temperature of phase transition and thermal expansion of solid solutions based on neodymium and samarium aluminates as potential substrate materials for epitaxy. The existence ranges and crystal structure of Nd1-xRxAlO3 and Sm1-xRxAlO3 solid solutions formed in the NdAlO3–RAlO3 and SmAlO3–RAlO3 (R=Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho) pseudobinary systems were established. Depending on x two kinds of solid solutions one with rhombohedral (SG R3 с) and one with orthorhombic (SG Pbmn) crystal two perovskite phases exist in the NdAlO3-based systems. Continuous solid solutions Sm1-xRxAlO3 with orthorhombic perovskite structure (SG Pbnm) has been found in SmAlO3–RAlO3 systems. It was shown that change of cell parameters in orthorhombic solid solutions is strongly anisotropic (a and c parameters decrease and b parameter increase with increasing R-component content). The unit cell volume decreases monotonically with the increasing content of R-element according with the Vehard‟s rule. Due to the phenomena of the lattice parameters crossover discovered in orthorhombic solid solutions Nd1-xRxAlO3 and Sm1-xRxAlO3 the formation of metrically tetragonal and cubic structures are observed. First-order structural phase transitions Pbnm↔R3 с have been detected in the NdAlO3–RAlO3 and SmAlO3–RAlO3 systems by arbitrary methods of in situ Xray synchrotron powder diffraction and thermal analysis. It was found that the temperature of these transitions increase with decreasing ionic radius of the Rcomponent. Empirical relations between the lattice parameters and average ionic radii of R-elements in Nd1-xRxAlO3 and Sm1-xRxAlO3 solid solutions have been derived. Crystal structure parameters of all high-temperature modifications of solid solutions Nd1-xRxAlO3 and Sm1-xRxAlO3 in the temperature range of 298-1123 K are defined. Based on them the thermal expansion coefficients in different crystallographic directions as well as average TEC‟s were calculated. The melting temperatures of the selected Nd1-xTbxAlO3 and Nd1-xTbxAlO3 mixed aluminates have been established. Based on the results obtained, the phase diagrams of the pseudobinary systems NdAlO3–RAlO3 (R=Eu, Gd, Tb, Dy) and SmAlO3–RAlO3 (R = Eu, Gd) have been constructed.
  • Thumbnail Image
    Item
    Технологія вирощування мікровіскерів твердого розчину InAs1-xSbх для гальваномагнітних сенсорів
    (Національний університет "Львівська політехніка", 2013) Кость, Ярослав Ярославович
    Дисертація присвячена проблемам технології отримання мікровіскерів твердого розчину InAs1-xSbx. Розроблена технологія забезпечує вільну кристалізацію твердого розчину з парової фази без наявності узгодженої за параметром гратки підкладки. Основними особливостями методу є (і) формування масивів нановіскерів у кінетичному режимі за механізмом “пара-рідина-кристал” (ПРК), (іі) створення технологічних умов для конкуруючого росту нановіскерів шляхом оствальдового дозрівання, (ііі) епітаксійне нарощування нановіскерів до розмірів мікровіскерів у дифузійному режимі. Виявлено, що відтворюваному формуванню масиву нановіскерів у кінетичному режимі їх росту сприяє присутність у паровій фазі кисню, та визначено його оптимальний вміст, який становить декілька ppm. Спроектовано та виготовлено комплект технологічного обладнання, який дозволяє практично реалізувати двостадійну технологію вирощування віскерів твердого розчину InAs1-xSbx в закритій та відкритій системах. Показано, що розроблена технологія дозволяє отримувати нано- і мікровіскери твердого розчину InAs1-xSbx з різним складом компонентів. Рентгеноструктурним аналізом віскерів твердого розчину InAs1-xSbx встановлено залежність параметру гратки від складу його компонентів. Дослідження електрофізичних параметрів вирощених віскерів (концентрації вільних носіїв заряду, рухливості, питомого опору), їх залежності від дестабілізуючих факторів (температури, іонізуючого опромінення) показали перспективність використання віскерів твердого розчину InAs1-xSbx для гальваномагнітних сенсорів. Диссертация посвящена проблемам технологии получения микровискеров твёрдого раствора InAs1-xSbx. Разработанная технология обеспечивает свободную кристаллизацию твёрдого раствора из паровой фазы без присутствия согласованной по параметру решётки подложки. Основными особенностями метода являются (і) формирование массивов нановискеров в кинетическом режиме по механизму “пар-жидкость-кристалл” (ПЖК), (іі) создание технологических условий для конкурирующего роста нановискеров путём оствальдовского созревания, (ііі) эпитаксиальное наращивание нановискеров до размеров микровискеров в диффузионном режиме. Обнаружено, что воспроизводимому формированию массива нановискеров в кинетическом режиме их роста способствует присутствие в паровой фазе кислорода, и определено его оптимальное содержание, составляющее несколько ppm. Спроектирован и изготовлен комплект технологического оборудования, позволяющий на практике реализовать двухстадийную технологию выращивания вискеров твёрдого раствора InAs1-xSbx в закрытой и открытой системах. Показано, что разработанная технология позволяет получать нано- и микровискеры твёрдого раствора InAs1-xSbx с различным составом компонентов. При помощи рентгеноструктурного анализа вискеров твёрдого раствора InAs1-xSbx установлена зависимость параметра решётки от состава его компонентов. Исследования электрофизических параметров выращенных вискеров (концентрации свободных носителей заряда, подвижности, удельного сопротивления), их зависимости от дестабилизирующих факторов (температуры, ионизирующего облучения) показали перспективность использования вискеров твёрдого раствора InAs1-xSbx для гальваномагнитных сенсоров. Thesis addresses the technology issues of obtaining InAs1-xSbx solid solution microwhiskers. The developed technology ensures free crystallization of the solid solution from vapour phase without a lattice-matched substrate. The method is characterized with (i) the generation of nanowhisker arrays in kinetic mode aided by vapour- liquid-solid (VLS) mechanism, (ii) ensuring the technological conditions for nanowhiskers’ competitive growth by Ostwald ripening, (iii) the epitaxial overgrowth of nanowhiskers up to microwhisker sizes in diffusion mode. Oxygen in vapour phase has been revealed to contribute into repeatable forming of nanowhisker arrays in kinetic mode of their growth; its optimal composition has been determined to equal several ppm. A set of technological equipment has been designed and produced; it allows implementing a two-stage technology of growing the InAs1-xSbx solid solution whiskers in closed and open-tube systems. The capability of the developed technology to produce nano- and microwhiskers of InAs1-xSbx solid solution with various component ratios is demonstrated. Subjecting InAs1-xSbx solid solution whiskers to X-ray analysis of their crystal structure has made it possible to determine the correlation between the lattice parameters and their components ratio. The studies of the grown whiskers’ electrophysical parameters (free charge carrier concentration, mobility, resistivity), their response to destabilizing factors (temperature, ionizing irradiation) have demonstrated the high potential held by the use of InAs1-xSbx solid solution whiskers for galvanomagnetic sensors.