Кристалографічні зміни в структурі інтеркалатів А3В6 і А52В63, проведення фазового аналізу та електрофізичних властивостей. Енергоємність та встановлення механізму струмотворчої реакції ЛДС, покращення експлуатаційних параметрів фільтрових конденсаторів.
Аннотация к работе
Наявність в кристалічній структурі шаруватих кристалів слабкого ван-дер-ваальсового звязку дає можливість впроваджувати іони, атоми або молекули в матрицю кристала. Незважаючи на те, що систематичні дослідження явища інтеркалювання в шаруватих кристалах проводяться з початку 70-х років, ряд властивостей та можливостей їх використання ще не розкриті, а саме:-немає відомостей про інтеркалювання шаруватих напівпровідників галогенами, зокрема, F, що є важливим не тільки з фундаментальної точки зору як метод вивчення впливу сильних окислювачів на фізичні властивості напівпровідників, але й з практичної - як спосіб створення високоенергетичних катодів для літієвих джерел струму (ЛДС); Тому важливо використати Х-променеві дослідження кристалічної структури під час процесу інтеркаляції з визначенням проміжних фаз, застовуючи електрохімічну комірку з берилієвим вікном, що дає можливість досліджувати структурні кристалічні зміни з неперервною концентрацією інтеркалянта. Робота є складовою частиною науково-дослідних робіт, які виконувались в Чернівецькому відділенні Інституту проблем матеріалознавства: тема 1.6.2.21-95 “Дослідження процесів модифікації властивостей низькорозмірних матеріалів та структур, а також опис їх теоретичних моделей.”, (постанова Бюро ВФТПМ Президії НАН України від 27.06.1995, протокол ?11) та тема 1.6.2.19-00 “Шаруваті халькогеніди та інтеркалати: фізико-хімічні процеси і їх моделювання” (постанова Бюро ВФТПМ Президії НАН України від 30.05.2000, протокол ?9). Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі: - підібрати режими фторової нагрузки для шаруватих кристалів в парі молекулярного фтору в діапазоні температур Т = 293 - 673 К та, використовуючи Х-променеводифрактометричні дослідження, встановити кристалічну структуру отриманих сполук;У першому розділі зроблено короткий огляд літературних даних про кристалічну будову шаруватих сполук та їх особливості, наводяться табличні дані параметрів елементарної комірки та електричних властивостей, звернено увагу на можливість утворення політипів в дихалькогенідах перехідних металів під час їх інтеркалювання та при вирощуванні кристалів А3В6. Встановлено, що монокристали, вирощені методом Бріджмена мають: GASE - структуру e-модифікації (послідовність шарів в елементарній комірці вздовж осі С ...ABBABAAB..., просторова група P6m2); INSE - структуру, що відповідає - g політипу (з послідовністю ?ABBABGGBCAAC?, просторова група R3m). Прецизійне вимірювання періодів гратки проводилось методом Бонда по виміряних кутових відстанях між симетрично відбиваючими положеннями кристалу: GASE - на відбиваннях 200 і 110 для параметра а і на відбиванні 0.0.18 - для параметра с; INSE - на відбиваннях 110 для параметру а і на відбиванні 0.0.27 - для параметру с. Фторування Bi2ТЕЗ при температурі 473 К приводить до утворення сполуки BIF3 (просторова група Pnma ) з параметрами елементарної комірки а = 6,546 ± 0,003 A, b = 6.998 ± 0,004 A, с = 4,778 ± 0,003 A. Відтинаючи на дифрактограмі інтенсивні рефлекси вихідної структури на 90 % і збільшуючи таким чином фонову інтенсивність в десять раз, ми змогли провести фазовий аналіз дифрактограми і встановити, що експонування в парі молекулярного фтору порошкоподібного селеніду галію при Т = 673 К поряд із зберіганням вихідної структури приводить до утворення сполуки GAF3 (просторова група Pnma) з параметрами елементарної комірки а = 3,654±0,003A, с = 6,305 ± 0,003 A.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ.
Список литературы
1. Гаврилюк С.В., Козьмик И.Д., Григорчак И.И., Ковалюк З.Д. In-situ рентгенодифрактометрические исследования интеркаляции Bi2Te3 литием // Тезисы 3 Всесоюзного совещания по межвузовской комплексной программе “РЕНТГЕН”. Черновцы. -1989. -С.188.
2. Гаврилюк С.В., Григорчак И.И., Ковалюк З.Д. Исследование конденсаторных структур на основе слюды “мусковит” // Инженерно-физический журнал. -1994. -Т. 66, №3. -С. 345-347.
3. Гаврилюк С.В., Ковалюк З.Д. In-situ рентгенодифрактометричні дослідження Bi2Se3 інтеркальованого літієм // Восьма науково-технічна конференція ”Хімія, фізика і технологія халькогенідів і халькогалогенідів”. Ужгород, Україна. -1994. -С. 113.
4. Gavrilyuk S.V., Grigortchak I.I., Kovalyuk Z.D., Bakhmatyuk B.P. Structure and thermodynamic aspects of intercalation process in layered bismuth chalcogenides // International school-conference of physical problems in material science of semiconductors. // International school-conference of physical problems in material science of semiconductors. Chernivtsi, Ukraine. 1995. -P. 109.
5. Gavrylyuk S.V., Kovalyuk Z.D., Drapak S.I. Diffraction Studies of Fluorinated INSE and Bi2Se3 Crystals During their Intercalation with Li Ions // X-TOP 2002, 6th Biennial Conference on High Resolution X-Ray and Imaging. Grenoble and Aussois, France. - 2002. -P.116.
6. Gavrylyuk S.V., Kovalyuk Z.D., Karpets M.V., Drapak S.I. About a possibility to apply powdered INSEFX and Bi2Se3Fx as cathode materials in lithium power sources // EMRS 2003, SYMPOSIUM C ”Nanoscale Materials for Energy Storage”. Strasburg, France. -P.13.
7. Нетяга В.В., Григорчак И.И., Бахматюк Б.П., Ковалюк З.Д., Гаврилюк С.В. Получение и свойства интеркалированных бромом моноселенидов индия и галлия // Неорганические материалы. -1990. -Т. 26, №6. -C. 1172-1176.
8. Козьмик И.Д., Григорчак И.И., Ковалюк З.Д., Бахматюк Б.П., Гаврилюк С.В., Товарницкий М.В. Физико-химические свойства Bi2Te3 интеркалированного литием // Журнал физической химии. - 1990. -Т. 64, вып.3. -C. 840-843.
10. Григорчак И.И., Нетяга В.В., Бахматюк Б.П., Гаврилюк С.В., Ковалюк З.Д., Марчук И.З. Особенности изменения физических свойств INSE интеркалированием хлора // Физика и техника полупроводников. -1990. -Т. 24, вып. 2. -C. 386-388.
11. Григорчак И. И., Ковалюк З. Д., Бахматюк Б. П., Гаврилюк С. В., Юрценюк С. П. Новые катодные фторированные материалы // Тези доп. І Українського електрохімічного зїзду “Міжнародний симпозіум з теоретичної та прикладної електрохімії присвячений 65 річчю від дня народження академіка НАН України О. В. Городиського”. - Київ. - 1995. -С. 47.
12. Григорчак И. И., Ковалюк З. Д., Минтянский И. В., Гаврилюк С.В. Фазово - термодинамический анализ интеркалирования селенида висмута и характеристики литиевых элементов с катодами на их основе // Тезисы докл IV Международной конф. "Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах". Часть ІІ. - Москва, Россия. -1996. -С. 86-87.
13. Патент № 28186А. Україна, МКП 6 Н01М 4/10, 4/36. Джерело електричного струму. / Григорчак І.І., Бахматюк Б.П.,.Ковалюк З.Д, Гаврилюк С.В., Шастал М.М. (Україна), Чернівецьке відділення ІПМ НАН України, Заявлено11.05.95.; Опубл.16.10.2000, Бюл. №5-11.-7с.
14. Позитивне рішення на заявку № 2002108236, МПК 7 Н01G 13/00. Спосіб виготовлення фільтрових конденсаторів / Гаврилюк С.В., Ковалюк З.Д., Будзуляк І.М. (Україна), Чернівецьке відділення ІПМ НАН України, Заявлено17.10.2002.; Рішення від 6.08.2003. Вих.№ 16454/9.
15. Gavrylyuk S.V., Kovalyuk Z.D., Grigortchak I.I., Budzuliak I.M., Savitskii P.I. Preparation and Physical Properties of INSE and GASE intercalated with cooper // Third Int. School-Conf. ”Phys. Problem in Mater. Science of Semicond”. Abstract Booklet Chernivtsi, Ukraine. -1999. -Р.169.
16. Григорчак І.І., Нетяга В.В., Гаврилюк С.В., Драпак С.І. Структура та фізичні властивості INSE і GASE іптеркальованих молекулярним фтором // Журнал фізичних досліджень. -2002. -Т. 6, №2. -C.193-196.
17. Григорчак И.И., Нетяга В.В., Гаврилюк С.В., Бахматюк Б.П., Ковалюк З.Д Свойства селенида висмута, интеркалированного литием из раствора n-C4H9Li // Физика твердого тела. -2001. -Т. 4, вып.8. -C. 1385-1387.
18. Нетяга В.В., Григорчак І.І., Гаврилюк С.В., Ковалюк З.Д. Дослідження інтеркаляції магнієм та цинком селенідів індію, галію, вісмуту. // Наук. вісник Чернівецького університету. Вип.133: Фізика. Електроніка. - Чернівці: Рута. -2002. -С.64-66.
19. Григорчак І.І., Гаврилюк С.В., Нетяга В.В., Ковалюк З.Д. Структура та фізичні властивості INSE і GASE, селективно інтеркальованих літієм // Журнал фізичних досліджень. -2000. -Т. 4, №1. -C. 82-84.