Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0219U102112, 0119U101820 , Науково-дослідна робота

Назва роботи

Низькотемпературні характеристики та ab-initio розрахунки аномальної поведінки структурних, люмінесцентних та провідних властивостей поверхонь перовскітів ABO3

Назва етапу роботи

Керівник роботи

Крайнюкова Ніна Василівна, Кандидат фізико-математичних наук

Дата реєстрації

19-12-2019

Організація виконавець

Фізико-технічний інститут низьких температур імені Б. І. Вєркіна Національної академії наук України

Опис етапу

Проведені дослідження гладких перовскітових поверхонь (001) SrTiO3 (STO) з метою отримання детальної інформації стосовно поверхневої атомної структури методом RHEED від 5,5 до 300 К. Раманівське розсіювання було застосоване для встановлення якості зразків STO. У роботі виявлено п’ять структурних аномалій в залежності від температури, що свідчать про структурні перетворення на поверхні при різних температурах. Деякі з цих аномалій корелюють з відомими даними для об’єму. Якщо у об’ємі STO близько 105 К реалізується антисегнетодісторсійний фазовий перехід від кубічної до тетрагональної структури, то схоже перетворення на поверхні поширюється на діапазон від 70 до 120 К. Нижче 7 К, а також близько 35 К спостерігаються аномалії, що розглядаються у об’ємі як можливий кросовер між ростом сегнетоелектричного зміщення при зниженні температури і квантово–механічною стабілізацією росту за рахунок нульового руху атомів у кристалі. Інші аномалії раніше не спостерігались, вони пов’язані виключно з поверхневими шарами. Диференціація значень параметрів решітки в залежності від глибини проникнення електронів у кристал виявило немонотонний характер зміни таких параметрів, що пояснюється конкуренцією вкладів шарів TiO2 і SrO. На самій поверхні реалізуються дві можливості, тобто досягається максимальне або мінімальне значення параметрів. Мінімальні значення реалізуються при температурах, де структурні перетворення не спостерігаються. В зонах же активної структурної трансформації параметри решітки у 1–му поверхневому шарі приймають максимальні значення, що може розглядатися як індикатор структурного перетворення взагалі і застосовуватися як метод виявлення перетворення. Отримана інформація є необхідною для досягнення комплексного спільного експериментального та теоретичного детального розуміння структурних та люмінесцентних властивостей поверхонь перовскітів ABO3 з метою підвищення ефективності їх використання в мікроелектроніці та каталізі.  

Опис продукції

Властивості поверхонь перовскітів ABO3 сильно залежать не тільки від їхньої досконалості, але також від реконструкції, дефектів, а також від полярності, виходу поверхонь AO або BO2 та температури (завдяки фазовим переходам, що пов'язані з об’ємом та поверхнею). У цьому проекті поєднується систематичне вивчення низькотемпературних структурних характеристик та ab-initio розрахунки аномальної поведінки поверхневих структурних та люмінесцентних властивостей перовскітів. Особлива увага приділяється вивченню за допомогою низькотемпературної високоенергетичної електронної дифракції як ідеальних, так і дефектних поверхонь, що супроводжується сучасним багатобічним гібридним DFT моделюванням структури та різних точкових дефектів, та зіставленням отриманих результатів з даними раманівського розсіювання та катодолюмінесценції. Розуміння та контроль поверхневих властивостей найбільш поширених перовскітів ABO3 (насамперед, SrTiO3) є особливо важливим для застосування в мікроелектроніці та каталізі.

Автори роботи

Додано в НРАТ

2020-04-02