Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра Асылгужина Гульфия Назыргалеевна

Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра
<
Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Асылгужина Гульфия Назыргалеевна. Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра : Дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.04.07 : Уфа, 2004 135 c. РГБ ОД, 61:05-1/472

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I. Объекты экспериментальных исследований и методика эксперимента 8

L1. Объекты экспериментальных исследований 8

1.2. Методика приготовления и аттестации образцов 9

1.3. Методы решгеноструктурного анализа и нейтронной дифракции .. 10

1.4. Методика и техника проведения эксперимента по неупругому рассеянию нейтронов 14

L5. Метод EXAFS 16

1.6. Методы электрофизических исследований 19

1.7. Дифференциальная сканирующая калориметрия 23

ГЛАВА II. Исследование бинарных суперионных проводников Cu2^X (X=Se, Те) 24

2.1. Кристаллическая структура, электрофизические свойства соединений Cu2^X (X=Se, Те) 24

2.2. Исследование фазового перехода на монокристалле Cui,gSe 32

2.3. Изучение кристаллической структуры суперионной и несуперионной фазы селенидов меди Cuif75Se и Cu^sSe 50

2.4. Исследование особенностей фазовых переходов, структуры, электрофизических свойств Cu2.sTe (0<5<0,08) 62

Выводы II главы 73

ГЛАВА III. Исследование твердых растворов на основе селенидамеди 75

3.1. Обзор литературных данных по кристаллической структуре, электрофизическим свойствам твердых растворов на основе халькогенидов меди 75

3.2. Исследование кристаллической структуры твердого раствора Ago,25Cu1)75Se 77

3.3. Экспериментальные результаты по исследованию структурных особенностей твердого раствора AgCuSe 86

3.4. Кристаллическая структура и характер фазовых переходов Lio,2sCuij7sSe 93

Выводы III главы 106

ГЛАВА IV. Исследование суперионных проводников методом неупругого рассеяния нейтронов и EXAFS 107

4.1. Обзор литературных данных по неупругому рассеянию нейтронов суперионных проводников 107

4.2. Результаты исследования динамики решетки твердых растворов LiojsCuujSe и Ago CuijjSe методом неупругого рассеяния нейтронов 114

4.3. Исследование параметров ближнего порядка твердых растворов методом EXAFS 117

Выводы IV главы 123

Основные результаты работы и выводы 124

Список используемой литературы..

Введение к работе

Суперионные проводники - это класс материалов, обладающий рядом уникальных свойств, главное из которых — высокая ионная проводимость. По существу это необычное состояние вещества, в котором некоторые атомы имеют подвижность почти такую же, как и в жидкости, в то время как другие сохраняют свое регулярное положение в кристалле. Эта двойственность «жидкость — твердое тело», весьма привлекательна для физиков — специалистов по конденсированным средам. Возрождение интереса к физическим и физико-химическим свойствам суперионных проводников связано с развитием новых мощных методов исследования разупорядоченных твердых тел и стимулируется большим разнообразием их использования в различных областях электронной техники.

К суперионным проводникам относятся халькогениды меди и серебра и их твердые растворы, в которых высокая ионная проводимость наблюдается на фоне преобладающей электронной проводимости. В технологическом плане халькогениды меди и серебра широко используются в качестве рабочих элементов различных источников тока, конденсаторов с большой удельной емкостью, в разнообразных преобразователях информации, в различных гетеропереходах, быстродействующих переключателях, датчиках излучения и термодатчиках, пленочных элементах в оптоэлектронике [1], причем область их применения постепенно расширяется.

Следует отметить, что высокая ионная проводимость наблюдается в широком классе соединений. Явление суперионной проводимости носит сложный характер и на сегодняшний день не существует единого подхода к объяснению причин и теоретического обоснования механизма этого явления. Переход в суперионное состояние, как правило, сопровождается разупорядочением катионной подрешетки. Однако достоверные данные о самом процессе фазового перехода и его параметрах практически отсутствуют. Между тем, совокупность таких данных может выявить пути к

стабилизации и управлению явлениями при фазовом переходе. Изучение структурных характеристик взаимодействующих модификаций в процессе фазового перехода способствует выявлению механизма превращения.

Селениды меди и серебра и их твердые растворы являются удобными изоструктурными модельными объектами для изучения фазовых превращений, кристаллической структуры и динамики решетки с целью установления корреляций между составом, структурой, особенностями фазовых переходов и свойствами ионного переноса. Для них накоплен большой экспериментальный материал по ионному и электронному переносу. Однако кристаллическая структура, динамика решетки и фазовые переходы из несуперионного состояния в суперионное изучены не достаточно полно, а что касается твердых растворов, где в ионном переносе участвуют два сорта подвижных катионов, такие данные вообще отсутствуют. Возможно, что одним из многочисленных факторов перехода в суперионное состояние в твердотельных соединениях с изменением температуры или состава является изменение характера химической связи, связанное с особенностями кристаллической структуры и взаимодействием жесткого остова с электронной подсистемой и разупорядоченной подрешеткой.

С целью исследования специфики фазовых переходов, кристаллической структуры, динамики решетки и установления связи между составом, структурой и свойствами смешанных ионно-электронных проводников при переходе суперионное - несуперионное состояние в качестве модельных объектов выбраны следующие соединения:

а) материалы с собственным структурным разупорядочением -
классические суперионные проводники Cu2.Se и Cu2-sTe, в которых
возможен обмен между ионами жёсткого остова, образованного анионами,
частью катионов и подвижной катионной подсистемой;

б) твердые растворы на основе селени да меди Ago^sCuijsSe, AgCuSe и
Lio^sCuijsSe, где в ионном переносе участвуют два сорта катионов.

Диссертационная работа выполнена в рамках исследований, проводимых на кафедрах общей физики Башкирского государственного университета, Стерлитамакского педагогического института и при поддержке РФФИ (гранты: № 01-02-96017, № 01-03-32620, № 01-03-96502), Министерства промышленности, науки и технологий РФ по гранту поддержки уникальных установок России, Межвузовских грантов №143/17-00 и 143/17-01.

Целью работы являлось исследование особенностей фазовых превращений и кристаллической структуры суперионных проводников халькогенидов меди и их твердых растворов, изучение влияния замещения ионов меди ионами серебра и лития на динамику решетки.

При этом решались следующие конкретные задачи:

  1. Разработка методики синтеза селенидов меди Cuii75Se, Culj8Se, Cu^Se, Cui^sSe, теллурида меди Си^бТе, их твердых растворов Ago^sCu^Se и. AgCuSe.

  2. Изучение фазового превращения суперионной фазы в не суперионную на образцах Cui,75Se, Cu^gSe, Cui,85Se, Cu^eSe, включая монокристалл селенида меди Cuij8Se, в интервале температур от 10-900 К.

  3. Исследование структурных особенностей и фазовых превращений в суперионное состояние халькогенидов меди и их твердых растворов методами рентгенографии и упругого рассеяния нейтронов.

  4. Исследование изменения динамики решетки при фазовых переходах твердых растворов Lio^sCuijsSe и Ago^gCui^sSe методом неупругого рассеяния нейтронов.

  5. Исследование параметров ближнего порядка селенидов меди в суперионном состоянии методом протяженной тонкой структуры поглощения рентгеновских лучей (EXAFS).

На защиту выносятся следующие основные положения:

  1. Переход в суперионное состояние в смешанных ионно-электронных проводниках обусловлен совместным влиянием подвижной и жесткой подрешеток, находящихся в динамическом равновесии.

  2. Температура фазового перехода в сулерионное состояние зависит от степени отклонения от стехиометрии, уровня легирования катионной подвижной подрешетки и изменения жесткого остова.

  3. В твердых растворах ионная проводимость обусловлена частью слабосвязанных с жестким остовом катионов, концентрация которых определяется структурными особенностями фаз.

Методы решгеноструктурного анализа и нейтронной дифракции

Эксперименты по рассеянию медленных нейтронов в селенидах меди, легированных литием и серебром проводились на двойном времяпролетном спектрометре прямой геометрии ДИН-2ПИ, который расположен на одном из нейтронных пучков импульсного быстрого реактора ИБР-2 в Лаборатории Нейтронной Физики им. И.М. Франка ОИЯИ, (г. Дубна). Прямая геометрия спектрометра подразумевает то, что падающий на образец пучок нейтронов является импульсным и монохроматическим, а нейтроны регистрируются детектором с анализом по времени пролета. Таким образом, при известных расстояниях первой и второй пролетных баз оказывается возможным получить информацию о скорости зарегистрированного детектором нейтрона, и, следовательно, энергии переданной нейтроном образцу в акте рассеяния.

Быстрые нейтроны вспышки, вылетающие из активной зоны реактора, замедляются в кассете водяного замедлителя. Нейтроны, вылетающие из замедлителя, имеют широкое распределение по энергии и времени. Формирование импульса нейтронов происходит с помощью системы сдвоенных вращающихся коллиматоров (СВК) и основного прерывателя (ОП), которые расположены в кольцевом коридоре и нейтроноводе первой пролетной базы, соответственно. Система вращающихся коллиматоров предназначена для уменьшения фона запаздывающих нейтронов между импульсами мощности, а ОП служит для окончательного формирования импульса монохроматических нейтронов заданной энергией Е0. Монохроматизация осуществляется по времени пролета.

Нейтроновод первой пролетной базы служит одновременно и коллимирующим устройством. Сформированный пучок монохроматических нейтронов рассеивается на образце под различными углами. Рассеянные образцом нейтроны попадают в нейтроноводы второй пролетной базы, которые вакуумированы. Их внутренние стенки кадмированы, заглушки нейтроноводов, расположенные на пути прохождения нейтронов, изготовлены из алюминия. В конце нейтроноводов, на расстоянии порядка 7 м от центра образца, расположены 60 гелиевых детекторов в угловом диапазоне от 6,3 до 133,7. Электрический сигнал с детектора поступает в усилитель-дискриминатор для формирования стандартного сигнала и, далее, во входное устройство временного анализатора, которое задает режим накопления данных во времени (количество и параметры временных окон регистрации, ширину временного канала). Из памяти анализатора информация считывается в виде стандартного файла для ее дальнейшей обработки.

Обработка экспериментальных данных проводится с использованием стандартных программ обработки нейтронных спектров.

Для изучения фазовых переходов применяют нейтронный дифрактометр Е2, который оборудован чувствительным датчиком, охватывающим диапазон углов до 80. Этот дифрактометр позволяет получить трехмерные дифракционные данные кристаллов.

Структурные нейтронографические исследования проведены на дифрактометре Е2 реактора HMI (г. Берлин) на монохроматическом излучении с германиевым монохроматором Ge31I при длине волны Л=1,2іА. Низкотемпературные измерения выполнены с использованием стандартной криопечи OF-2.

Во время эксперимента узкий пучок нейтроновских лучей падает на монокристалл. Монохроматический пучок нейтронов от источника через коллиматор попадает на монокристаллический образец. Во время эксперимента используется метод покачивания - исследуемое вещество не вращают, а лишь поворачивают в обе стороны в узком интервале углов. 1. 5. Метод EXAFS

Методы EXAFS-спектроскопии используют для изучения геометрии ближнего окружения примесных атомов в кристаллах. Эти методы позволяют получать нетривиальную информацию об атомном строении частично упорядоченных твердотельных систем.

Наиболее распространенным методом получения рентгеновских спектров поглощения является съемка спектров "на прохождение". Схема экспериментальной установки представлена на рис.2.

Рис.2. Схема экспериментальной установки, где ЭН - электронный накопитель; М - поворотный магнит; К1, К2 - кристаллы — анализаторы; Д1 — пролетный детектор, измеряющий начальную интенсивность пучка; О -исследуемый образец; Д2 — детектор, измеряющий интенсивность пучка после прохождения через образец.

Для проведения экспериментов используют синхротронное излучение (СИ), возникающее при ускорении релятивистских электронов в поле магнита, поворачивающего на малый угол пучок в электронном накопителе. Синхротронное излучение является жестким рентгеновским излучением непрерывного спектра, которое сосредоточено в узком телесном угле вокруг направления движения электронного пучка. Для выделения из непрерывного спектра СИ монохроматической волны используется монохроматор, состоящий из двух параллельных кристаллов.

Изучение кристаллической структуры суперионной и несуперионной фазы селенидов меди Cuif75Se и Cu^sSe

Авторы работ [44-46] на основе экспериментов по электронографии, несуперионную фазу рассматривают как деформированную кубическую решетку, анизотропия которой вызвана упорядочением подсистемы катионов по моноклинной b оси. В работе [47] проведены температурные исследования структуры селенида меди CuijsSe. На основе анализа экспериментальных данных по электронной микроскопии предположено, что низкотемпературная фаза представляет собой кубическую решетку с параметром lim » и полный переход в а-фазу осуществляется при температуре 200 К, что противоречит данным работы [48], где исследованиями удельного сопротивления, коэффициента Холла, магнитной восприимчивости, коэффициента Зеебека, подвижности и холловской концентрации показано, что переход в несуперионную фазу происходит при 180 К.

По сравнению с селенидами меди теллуриды меди являются менее исследованными. В системе Си - Те диаграмма состояния, в основном, базируется на данных Хансена [28]. При этом сложность диаграммы и большое количество полиморфных фаз являются, по-видимому, причиной противоречивых сведений об этой системе. Более полная фазовая диаграмма системы Си - Те представлена в работе [28]. Анализ этой диаграммы состояния Cu2.gTe свидетельствует о том, что имеющиеся данные почти полностью предположительны. Из-за сложности и малой изученности диаграммы состояния Cu2-sTe можно достоверно говорить лишь о наличии некоторой области гомогенности гексагональной модификации в пределах концентрации 33,3-36,4 % (ат.) Те при комнатной температуре и области гомогенности ГЦК фазы 33,3-37,5 % (ат.) Те [31] при температурах 773 - 873 К. Для теллуридов меди имеются несколько достаточно узких областей гомогенности, сложно расположенных на диаграмме, переходы между которыми осуществляются через двухфазные области.

В свою очередь, кристаллическая структура теллуридов меди рассмотрена в работах [31, 49-53]. Однако, теллуриды меди Cu2-gTe среди хапькогенидов меди отличаются неполнотой и противоречивостью данных о фазовом составе. Большинство исследователей полагают, что гексагональные фазы существуют преимущественно в области составов Си Те - Си зТе. При изменении состава Си2Те до Си бТе при комнатной температуре периоды гексагональной решетки уменьшаются. Несмотря на некоторый разброс этих изменений, зависимость размеров ячейки от состава линейная, что так же, как и для селенидов меди, указывает на образование ограниченных твердых растворов вычитания. Переход гексагональной модификации в кубическую фазу происходит в интервале температур 793 — 913 К.

По данным работы [49] высокотемпературная P-Cu2-gTe фаза имеет ГЦК структуру с параметром а=6,11А и элементарная ячейка состоит из 12 атомов. Атомы меди статистически занимают пустоты шгатнейшей кубической упаковки, образованной атомами телллура. Что касается кристаллической структуры низкотемпературной фазы теллуридов меди, данные разных авторов не согласуются друг с другом. Трудность в расчете низкотемпературной фазы связана и с фазовыми переходами без изменения симметрии кристаллической решетки. Согласно работе [52] С112-5ТЄ претерпевает ряд фазовых превращений при температурах 578 К, 633 К и 838 К и эти переходы являются фазовыми переходами первого рода.

Таким образом, высокотемпературные кубические фазы селенидов меди достаточно хорошо исследованы и известно, что ионы селена в р-фазе образуют жесткую гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК). Однако, данные о природе разупорядочения катионов меди в жесткой подрешетке, полученные различными авторами, имеют противоречивый характер. Нет единого мнения относительно пространственной группы кубической решетки, идут споры относительно двух видов пространственных групп: F-43m и Fm3m.

По сравнению с [3-фазой кристаллическая структура а-фазы изучена значительно меньше. Экспериментальные данные по кристаллической структуре разных авторов противоречат друг другу. Возможно, это связано с тем, что состав исследуемых образцов не контролируется. При нагревании образцов селен испаряется и при высоких температурах состав нестехиометрических образцов приближается к стехиометрическому. При этом меняется параметр элементарной ячейки и, соответственно, интенсивности линий также зависят от состава и температуры.

Анализ кристаллохимических фаз в системах Cu2-sX (X=Se, Те) свидетельствует о том, что фазы Cu2-sX (X=Se, Те) являются фазами переменного состава. Для всех фаз CU2.5X (X=Se, Те) сохраняется основной структурный мотив, обусловленный расположением атомов в подрешетке халькогена. При этом кубическая и гексагональная плотные упаковки имеют определенное число тетраэдрических и октаэдрических пор, их характер заполнения определяет тип образующейся структуры, знание которых необходимо для получения представления о плотных упаковках, образующихся в кубических и гексагональных структурах.

Исследование кристаллической структуры твердого раствора Ago,25Cu1)75Se

В теллуриде меди, в отличие от селенидов меди, фазовый переход в суперионную ГЦК фазу осуществляется через ряд структурных переходов с повышением симметрии решетки. Согласно работе [52] фазовое превращение при температуре 623 К является фазовым переходом типа суперионик -суперионик и при температуре перехода происходит уменьшение энергии активации ионной проводимости от 0,4 до 0,2 эВ без изменения величины самой ионной проводимости. При фазовом переходе происходит изменение симметрии решетки, но величины среднеквадратичных смещений атомов практически не меняются.

В связи с тем, что влияние отклонений от стехиометрии на электрофизические свойства не изучено, далее были проведены исследования электронной термо-эдс и электропроводности Cu2-gTe вблизи и в областях фазовых переходов. Измерения велись в интервале температур 300 К - 913 К. Полученные экспериментальные результаты по электронной термо-эдс теллуридов меди (0 5 0,08) представлены на рис. 30. Знак коэффициента электронной термо-эдс хе теллурида меди положителен, что с учетом правила выбора знака для полупроводниковых соединений соответствует движению электронных дырок с горячего конца образца на холодный [75, 76]. Следует отметить хорошее совпадение значений коэффициентов с данными работы [28].

При температуре около 873 К на температурной зависимости термо-эдс наблюдается аномалия, связанная с фазовым переходом в суперионную ГЦК фазу. При отклонении от стехиометрии температура фазового перехода в теллуридах меди Cu2-sTe (0 5 0,08) увеличивается (рис.31-33). С отклонением от стехиометрии величина коэффициента термо-эдс уменьшается, такая зависимость наблюдается и в других халькогенидах меди [75, 77-79]. Небольшие изменения электронной термо-эдс около температур 578 К и 706 К связаны со структурными переходами без изменения типа решетки. Фазовые переходы проявляются и на температурной зависимости электропроводности сге(Т) для составов Cu2.f Te (0,04 б 0,08) (рис.34).

Таким образом, фазовый переход из несуперионной фазы в суп ер ионную представляет собой ряд последовательных фазовых превращений. В области этих фазовых переходов наблюдаются аномалии на температурной зависимости электропроводности и термо-эдс. Скачкообразное изменение коэффициента ае и ае при температурах фазовых переходов определяется изменением положения уровня Ферми. Отклонение от стехиометрии значительно уменьшает значение электронной термо-эдс. Следует отметить, что величина термо-эдс и электропроводности чувствительна к фазовым превращениям и зависит от степени отклонения от стехиометрии. Температуры фазовых переходов меняются в зависимости от состава и этой температурой перехода можно управлять, меняя состав теллурида меди. Соответственно величина электронной термо-эдс и электропроводности также зависит от состава. В отличие от селенидов меди с отклонением от стехиометрии температура фазового перехода Cii2-gTe в суперионную ГЦК фазу повышается, что коррелирует с изменением ширины запрещенной зоны теллурида меди при комнатной температуре. Известно, что ширина запрещенной зоны селенида меди растет с отклонением от стехиометрии, а теллурида меди уменьшается [28]. Соответственно температура перехода в суперионную ГЦК фазу в селен иде меди понижается, а в теллур иде меди повышается с отклонением от стехиометрии. Подвижность ионов меди в селениде меди несуперионной фазы обнаруживается уже при комнатной температуре, в теллур иде меди подвижность ионов меди с точки зрения ЯМР наблюдается при более высоких температурах. Амплитуды среднеквадратичных смещений также увеличиваются при более высокой температуре, как это следует из структурных исследований. Промежуточные фазы, через которые в Си2.бТе происходит переход в ГЦК фазу, также обладают суперионными свойствами, при этом величина энергии активации уменьшается, что не приводит к резкому увеличению величины ионной проводимости.

Результаты исследования динамики решетки твердых растворов LiojsCuujSe и Ago CuijjSe методом неупругого рассеяния нейтронов

Эксперименты по исследованию динамики решетки твердых растворов на основе селенида меди проводились на спектрометре ДИН-2ПИ реактора ИБР-2 (Дубна). Объектами исследования были выбраны суперионные проводники Lio CuijsSe и Ago sCuijsSe, обладающие двумя сортами подвижных катионов. Исследуемые образцы находились в вакуумированных до давления 10" Па контейнерах во избежание окисления составов при нагреве.

Спектры неупругого рассеяния нейтронов составов Lio Cuj sSe и Ago,25Cuii75Se измерялись в течение 48 ч, время измерения пустого контейнера составляло 24 ч. В процессе стандартной обработки экспериментальных данных были внесены поправки на эффекты, связанные с фоном быстрых нейтронов, с рассеянием на пустом контейнере и термостате. При этом учитывалась эффективность детекторов, поглощение в образце и контейнере. Нормирование различных спектров проводилось с использованием стандартного образца ванадия и счета мониторной камеры.

С учетом введенных поправок из измеренных спектров d a/dQdt были восстановлены обобщенные функции плотности фононных состояний при 300 К и 503 К; из измеренных в дифракционном эксперименте спектров углового дифференциального сечения dcr/dQ были получены плотности фононных состояний G(UJ) твердых растворов Li Cu Se и Ago sCu Se (рис.57). Так как твердый раствор Ago sCujjsSe при комнатной температуре претерпевает распад на смесь фаз, представлена плотность фононных состояний этого состава только для суперионной фазы при 503 К.

Из анализа полученных экспериментальных данных следует, что в спектре плотности фононных состояний G( а)) твердого раствора Lio,25Cui(75Se при комнатной температуре можно выделить две полосы частот, разделенных провалом при передаче энергии порядка 40 мэВ. В полосе, расположенной ниже 40 мэВ, наблюдаются пики при энергиях 12 и 21,5 мэВ, которые отвечают акустическим и оптическим колебаниям атомов меди и селена и которые наблюдаются в бинарных селенидах меди Cii2-sSe [112, 113].

Легирование селенида меди литием приводит к относительному уменьшению интенсивности пика при энергии 12 мэВ по отношению к пику при 21 мэВ. Полоса частот выше 40 мэВ в G(to) Lio sCuijsSe с двойным пиком при 59 и 76 мэВ отвечает оптическим колебаниям легких атомов лития. Двойная структура высокоэнергетической полосы, очевидно, связана с продольными и поперечными модами колебаний атомов лития. Плотность фононных состояний при энергиях больше 100 мэВ, вероятно, соответствует многофононным процессам. При 503 К наблюдается изменение в плотности фононных состояний, связанное с размытием пиков, соответствующих всем фононным модам. При этом наибольшие изменения происходят в высокоэнергетической части G(e ), Пики, соответствующие оптическим модам колебаний атомов лития, размываются, и на месте двойного структурированного пика в высокотемпературной фазе наблюдается широкая подложка. Можно отметить также уменьшение плотности фононных состояний с переходом в суперионную фазу в низкоэнергетической части спектра.

Дня твердого раствора Ago Cu Se наблюдаются пики около 12 и 24 мэВ, соответствующие оптическим и акустическим колебаниям решетки селенида меди, легированного серебром. Важная особенность G(o) твердых растворов Li0,25Cui,75Se и Ago,25Cuij75Se заключается в недебаевском поведении при 300 и 503 К в области малых частот, а именно, в линейной зависимости G(co) при энергиях меньше 9 мэВ, Линейная зависимость G(G ) при малых передачах энергии характерна для аморфных, разупорядоченных или частично разупорядоченных систем. Такое поведение спектра частот в низкоэнергетической области спектра наблюдается и в бинарных селенидах меди Cu2-sSe [113]. Возможно, линейная зависимость поведения G((o), наблюдаемая даже в несупер ионной фазе, связана с локализованной диффузией мобильной подсистемы атомов.

Постепенное разупорядочение решетки приводит к значительному размытию пиков в более высокотемпературной фазе состава Lio,25Cui 75Se и суперионной фазе соединения Ago sCui Se. Существенные изменения в высокоэнергетической части спектра G(a ) состава Lio Cu Se, происходящие с переходом в более высокотемпературную несуперионную фазу, могут быть связаны с делокализацией атомов лития в суперионной фазе. Спектр частот в селениде меди, легированном серебром, с переходом из низкотемпературной в высокотемпературную фазу не претерпевает таких значительных изменений, как в селениде меди, легированном ЬіодзСиі ,75Se.

Похожие диссертации на Кристаллическая структура, динамика решетки и особенности фазовых переходов в суперионных проводниках халькогенидов меди и серебра