Рентгенографические исследования структуры разупорядоченных окислов переходных металлов.

Логинова Светлана Владимировна
Петрозаводский государственный университет

Научный руководитель: Алешина Людмила Александровна, кандидат ф.-м. наук
Соавторы: -

Проведены рентгенографические исследования аморфных анодных окисных пленок Ta2O5 и Nb2O5, толщиной от 200 до 1300 нм, образцов двуокиси марганца, полученных пиролизом при температуре 3000С с внешней стороны, и при 4000С с внешней стороны и со стороны подложки, а также образцов Y2O3, полученных анодным окислением.

Применение для интерпретации результатов метода парных функций позволило рассчитать значения координационных чисел методом наименьших квадратов и исключить влияние обрыва на определяемые характеристики ближнего порядка.

Установлено, что ближний порядок в аморфных окисных пленках Ta2O5 и Nb2O5 можно считать подобным расположению атомов в кристаллических модификациях b -Ta2O5 и g -Nb2O5. Некоторе различие в расстояниях между атомами связано с перераспределением атомов кислорода и уменьшением среднего расстояния металл-кислород в аморфных окислах по сравнению с кристаллом. Поскольку размытие третьей координационной сферы металл-металл (r=0.531 нм.) в аморфном материале резко возрастает за пределами области, соответствующей псевдогексагональной ячейке, корреляция в расположении атомов нарушается. Характеристики ближнего порядка в аморфных анодных окисных пленках Ta2O5 и Nb2O5 практически одинаковы, только в Nb2O5 несколько ниже первое координационное число.

Определены характеристики ближнего порядка в неупорядоченной двуокиси марганца. Сравнение экспериментальных результатов с данными для группы полиморфных модификаций двуокиси марганца показало, что для всех полиморфных модификаций двуокиси марганца характерно наличие совпадающих или очень близких межатомных расстояний для пар атомов разного сорта. Нами сделано предположение, что при разупорядочении в MnO2 могут возникать тройные цепочки октаэдров. Была предложена и проанализирована модель структуры, представляющей собой вытянутые вдоль оси с тройные цепочки искаженных кислородных октаэдров. Элементарная ячейка модели была выбрана на основе элементарной ячейки g -MnO2 таким образом, чтобы в нее уложился ряд, содержащий три кислородных октаэдра, заполненных ионами марганца, и три незаполненных кислородных октаэдра. Периоды элементарной ячейки для моделируемой структуры равны а=13.91 A, b=4.53 A, с=2.87 A. Искаженные кислородные октаэдры образуют тройные ряды восьмигранников в направлении оси с. Определены координаты атомов в предложенной модели. Таким образом, в частично неупорядоченной двуокиси марганца реализуется модельная конфигурация из тройных цепочек искаженных кислородных октаэдров, вытянутых вдоль оси с.

Показано, что в анодных аморфных окислах иттрия от режима и условий формовки зависит не только плотность окисла и его цвет, но и характер ближнего упорядочения. Определены координационные числа, радиусы координационных сфер, их размытия и предложены модели атомного строения.

(c) АСФ России, 2001