Огляд кристалохімічного аналізу й умов існування алюмінатів і галатів рідкісноземельних елементів із перовскитними структурами. Взаємозв’язок між особливостями кристалічних структур, характером фазових перетворень і фізичними властивостями цих сполук.
Аннотация к работе
A? = Sr, Ca; В = Al, Ga, Cr, Ti) із перовскитними та перовскитоподібними структурами, а також тверді розчини на їх основі, завдяки своїм властивостям знаходять широке застосування. Для матеріалів, що використовуються в лазерній техніці, детальна інформація про структуру та термічне розширення є необхідною для розрахунку параметрів кристалічного поля, а також термічних напружень, що виникають в елементах твердотілих лазерів під час їх експлуатації. Великий обєм експериментальних даних, отриманих за допомогою найсучасніших методів дослідження, дозволяє порівняти кристалічні структури алюмінатів та галатів РЗЕ в широкому температурному діапазоні, визначити коефіцієнти термічного розширення в різних кристалографічних напрямках, встановити взаємозвязок між типом та параметрами деформації перовскитної структури та температурою і характером структурних фазових переходів, а також встановити кореляційні залежності між особливостями кристалічної будови, фазовими перетвореннями та деякими властивостями кристалів перовскитів на основі складних оксидів рідкісноземельних елементів. В дисертаційній роботі представлені результати досліджень, які проводились автором за час його роботи у відділі фізики оксидних кристалів Львівського науково-дослідного інституту матеріалів Науково-виробничого підприємства “Карат” з 1992 по 1999 р. та на кафедрі напівпровідникової електроніки Національного університету “Львівська політехніка” з 1999 р. при виконанні науково-дослідних, дослідно-технологічних та пошукових робіт згідно державних науково-технічних програм (ДНТП) Держкомітету України з питань науки та технології, проектів Державного фонду фундаментальних досліджень, проектів міжнародного науково-технічного співробітництва та планів держбюджетних тем Міністерства освіти та науки України, а саме: проекти 9.01.03.114-92 "Технологія отримання і організація виробництва монокристалічних підкладок для плівок ВТНП" та 9.01.03/026-93 "Дослідження та розробка методів отримання монокристалічного підкладкового матеріалу для надпровідникових структур НВЧ-кріоелектроніки" ДНТП "Високотемпературна надпровідність"; проект 4.3/354 "Дослідження кристалічної структури, фазових переходів та двійникування в кристалах з перовскитоподібними структурами" Державного фонду фундаментальних досліджень (керівник проекту); проект 5.44.08/045-92 “Дослідження та розробка підкладкових матеріалів для оптики ІЧ діапазону” ДНТП “Прогресивні технології складних плівкових матеріалів та оптичних структур” (№ держреєстрації 0193V016180); проекти українсько-німецької міжурядової програми науково-технічного співробітництва: “Кристалічна, доменна структура рідкісноземельних галатів і алюмінатів та їх оптичні властивості” (НДР 2М/1856-97, № держреєстрації 0100U000498) та "Реальна структура кисневих іонних провідників на основі галату лантану" (НДР ДК-85-2003, № держреєстрації 0103U004638, керівник проекту); проект українсько-польської міжурядової програми науково-технічного співробітництва “Вивчення дефектів в оксидних кристалах" (НДР 2М/50-2000, № держреєстрації 0100U006122); держбюджетних тем: "Дослідження впливу радіаційних та термічних полів на оптичні і генераційні властивості лазерних кристалів (ДБ-ГРАНАТ, № держреєстрації 0198U002336); “Дослідження процесів взаємодії дефектних центрів та іонів активаторів в оксидних лазерних матеріалах" (ДБ-ІОН, № держреєстрації 0102U001183); "Вплив катіонного заміщення на структуру та дефектоутворення в складних оксидних кристалах" (ДБ-КАТІОН, № держреєстрації 0104U002301). Для дослідження кристалічних структур, термічного розширення та фазових перетворень поряд із традиційними методами рентгенофазового та рентгеноструктурного аналізів, якнайширше використовувались сучасні прецизійні методи дослідження, такі як in situ низько-та високотемпературна (НТ, ВТ) монокристальна та порошкова дифракція синхротронного випромінювання в діапазоні температур 12-1300 К, диференціальна скануюча калориметрія, вимірювання генерації другої гармоніки лазерного випромінювання, в окремих випадках - дифракція нейтронів.У першому розділі на основі аналізу літературних даних зроблена загальна характеристика структури перовскиту та типів деформації перовскитних структур, викладено різноманітні підходи, відомі в літературі, стосовно систематики типів та параметрів деформації перовскитних структур, а також фазових перетворень, що в них відбуваються. Згідно із літературними даними, при кімнатній температурі (КТ) сполуки RALO3 початку ряду (R=La, Pr, Nd) мають ромбоедрично деформовану структуру перовскиту, тоді як структура решти алюмінатів РЗЕ є ромбічною. Винятками є EUTIO3 та CECRO3, які мають кубічну та тетрагональну структури, відповідно. Для всіх сполук RALO3 та їх твердих розчинів спостерігаються кореляційні залежності між структурними параметрами та радіусами катіонів r(R3 ), причому в більшості випадків ці залежності мають яскраво виражений анізотропний характер. Спостережувані з