Електронографічне дослідження зміни параметра ґратки в острівцевих вакуумних конденсатах ГЦК металів при зміні у широких межах розміру частинок та умов їх формування. Обґрунтування можливого механізму розмірної залежності параметра ґратки в нанооб’єктах.
Усе це вказує на необхідність систематичних досліджень впливу різних чинників на зміну параметра гратки в малих частинках та пошук відповідного механізму, який давав би можливість несуперечливо описати розмірну залежність параметра гратки елементів з різним характером сил звязку. обгрунтувати можливий механізм розмірної залежності параметра гратки в нанообєктах та проаналізувати правомірність його використання для пояснення зміни параметра гратки частинок у досліджених острівцевих вакуумних конденсатах. Показано, що параметр гратки в малих частинках в залежності від умов їх формування може як зменшуватися, так і збільшуватись при зменшенні розміру частинок. Отримані дані разом з наявними в літературі свідчать про те, що якщо обєм вакансії менший ніж обєм атома, то параметр гратки зменшується, а якщо він більший ніж обєм атома, то параметр гратки збільшується при зменшенні розміру частинок. На основі аналізу експериментальних даних, які свідчать про зниження температури плавлення та зменшення параметра гратки малих частинок, показано, що енергія утворення обємних та поверхневих вакансій зменшується при зменшенні розміру частинок і при деякому їх розмірі (~1нм) енергія утворення обємних вакансій стає рівною енергії утворення поверхневих вакансій, тобто при зменшенні розміру частинок всі вакансії по своїм енергетичним характеристикам вже є поверхневими.У першому розділі “Особенности структурного и фазового состояния малых частиц” розглянуті особливості структури і фазового стану малих частинок і кластерів, означені межі розмірів, які займають малі частинки в острівцевих плівках, і обговорюється, коли тип їх структури відповідає структурі масивного кристала. Експериментальні дані про розмірну залежність параметра гратки в малих частках ГЦК металів украй суперечливі. Серед можливих механізмів пояснення ряду властивостей острівцевих плівок перспективним виглядає вакансійний механізм, який грунтується на врахуванні підвищеної концентрації вакансій у малих частинках і який потребує подальшої розробки. Оскільки частка поверхневих атомів у малих частинках може досягати декількох десятків відсотків, то внесок поверхневої частини в загальну енергію системи стає визначальним, тому розглядається поверхнева енергія малих частинок, її розмірна залежність. У четвертому розділі “Вакансионный механизм изменения параметра решетки” обговорюється розмірне зменшення параметра гратки в малих частинках досліджуваних ГЦК металів з використанням вакансійного механізму, який базується на урахуванні збільшеної концентрації вакансій у малих частинках у порівнянні зі значенням у масивних зразках.На підставі експериментальних досліджень острівцевих конденсатів міді, срібла, золота, алюмінію та нікелю, препарованих при зміні в широких межах фізико-технічних умов їх формування при термічному випаровуванні та магнетронному розпиленні, показано, що параметр гратки може як зменшуватися, так і збільшуватися при зменшенні розміру малих частинок. Встановлено зменшення параметра гратки при зменшенні розміру частинок в острівцевих конденсатах досліджуваних ГЦК металів, препарованих шляхом термічного випаровування та магнетронного розпилення в умовах зведення до мінімуму впливу газових домішок. На основі термодинамічного аналізу зниження температури плавлення малих частинок отримано вираз для обчислення обєму вакансії та зроблені оцінки обєму вакансії для ряду елементів. Отримані в роботі дані разом з існуючими в літературі свідчать про те, що якщо обєм вакансії менший ніж обєм атома (наприклад, для ГЦК металів), то параметр гратки зменшується, а якщо він більший за обєм атома (цей випадок має місце для кріокристалів інертних газів), то параметр гратки збільшується при зменшенні розміру частинок. Аналіз зниження температури плавлення та зменшення параметра гратки малих частинок свідчать, що енергія утворення обємних та поверхневих вакансій зменшується при зменшенні їх розміру і при деякому розмірі енергія утворення обємних вакансій стає рівною енергії утворення поверхневих вакансій, тобто при зменшенні розміру частинок вже не можна розділити вакансії на обємні та поверхневі і в таких обєктах саме поверхневі та приповерхневі вакансії є визначальними.
План
Основний зміст роботи
Вывод
На підставі експериментальних досліджень острівцевих конденсатів міді, срібла, золота, алюмінію та нікелю, препарованих при зміні в широких межах фізико-технічних умов їх формування при термічному випаровуванні та магнетронному розпиленні, показано, що параметр гратки може як зменшуватися, так і збільшуватися при зменшенні розміру малих частинок.
Встановлено зменшення параметра гратки при зменшенні розміру частинок в острівцевих конденсатах досліджуваних ГЦК металів, препарованих шляхом термічного випаровування та магнетронного розпилення в умовах зведення до мінімуму впливу газових домішок.
На основі термодинамічного аналізу зниження температури плавлення малих частинок отримано вираз для обчислення обєму вакансії та зроблені оцінки обєму вакансії для ряду елементів.
Показано, що зменшення параметра гратки в малих частинках в острівцевих конденсатах досліджених ГЦК металів обумовлено підвищеною у порівнянні з масивними зразками концентрацією вакансій в них.
Отримані в роботі дані разом з існуючими в літературі свідчать про те, що якщо обєм вакансії менший ніж обєм атома (наприклад, для ГЦК металів), то параметр гратки зменшується, а якщо він більший за обєм атома (цей випадок має місце для кріокристалів інертних газів), то параметр гратки збільшується при зменшенні розміру частинок.
Аналіз зниження температури плавлення та зменшення параметра гратки малих частинок свідчать, що енергія утворення обємних та поверхневих вакансій зменшується при зменшенні їх розміру і при деякому розмірі енергія утворення обємних вакансій стає рівною енергії утворення поверхневих вакансій, тобто при зменшенні розміру частинок вже не можна розділити вакансії на обємні та поверхневі і в таких обєктах саме поверхневі та приповерхневі вакансії є визначальними.
Отримані дані про поверхневу енергію та її розмірну залежність для частинок золота, срібла, міді, нікелю та алюмінію, а саме
Система s?, МДЖ/м2 a, нм
Au/C 1400 0,55
Ag/C 1450 0,66
Al/C 1150 0,85
Cu/C 1500 0,60
Ni/C 1860 0,55
Список опублікованих праць здобувача за темою дисертації
Гладких Н.Т., Крышталь А.П. Изменение параметра решетки в островковых вакуумных конденсатах Cu, Ag, Au. // ВАНТ.-1998.- В.2(3). - C.57-66.
Гладких Н.Т., Крышталь А.П.Уменьшение параметра решетки в малых металлических частицах и вакансионный размерный эффект. // Вістник Ивано-Франківського крайового відділення Українського фізичного товариства та Прикарпатського університету ім. В.Стефаника “Фізика і хімія твердих тіл”. - 1998. - №6. - С. 59-66.
Гладких Н.Т., Крышталь А.П. Оценка объема вакансии и размерной зависимости энергии их образования. // Вестник ХГУ, серия “Физика”. - 1998. - № 418, вып.2. - С. 65-69.
Гладких Н.Т., Крышталь А.П. Уменьшение энергии образования вакансий в малых металлических частицах. // ВАНТ. - 1998. - 3(69), 4(70). - С.45-47.
Гладких Н.Т., Крышталь А.П. Изменение параметра решетки в малых частицах Al, Cu и Ni при магнетронном нанесении. // ВАНТ. - 1999. - 2(10). - С. 104-106.
Gladkikh N.T., Kryshtal O.P. On the size dependence of the vacancy formation energy. // Functional materials. - 1999.- V.6, № 5.- С.823-827.
Габусу П.А., Ефимов С.В., Крышталь А.П. Моделирование поведения параметра решетки малых металлических частиц. // Материалы 2-й конференции “Применение персональных компьютеров в научных исследованиях и учебном процессе”, Харьков, ХГУ. - 1996. - С. 66.
Гладких Н.Т., Крышталь А.П. Изменение параметра решетки в островковых пленках меди. // Физические явления в твердых телах. Материалы III Международной конференции, Харьков, ХГУ. - 1997. - С.174.
Гладких Н.Т., Крышталь А.П. Об изменение параметра решетки в островковых пленках Cu, Ag, Au. // Фізика і технологія тонких плівок. Матеріали VI Міжнародної конференції, Івано-Франківськ, Україна. - 1997. - N1. - С.59.
Gladkikh N.T., Kryshtal A.P. Pecularities of state and physicochemical properties of small metallic particles. // International Workshop on Physics and technology of nanostructured, multicomponent materials, Uzhgorod, Ukraine. - 1998.- P.9.
Гладких М.Т. Кришталь О.П. Зменшення параметра гратки та енергії утворення вакансій в малих частинках ГЦК металлів. // VIII International Workshop on Iom Beam Surface Diagnostics, Uzhgorod, Ukraine. - 1998.- P.129.
Гладких Н.Т., Крышталь А.П. Уменьшение параметра решетки, поверхностной энергии и энергии образования вакансий в островковых конденсатах ГЦК металлов. // VII Міжн. конф. з фізики і технології тонких плівок, Івано-Франківськ, Україна. - 1999. - С.78.
Gladkikh N.T., Kryshtal O.P. Decreases in Lattice Parameter and Vacancy Formation Energy in Small Metal Particles. // Topical conference on microstructures and surface morphology evolution in thin films, Triest, Italy. - 1999. - P.26.
Gladkikh N.T., Kryshtal O.P. Vacancy mechanism of lattice parameter decrease in small particles of fcc metals. // 18 European Conference of Surface Science, Vienna, Austria. - 1999. - P.Tu-P-054.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
