Дефектная структура и электронно-оптические свойства прозрачной нанокерамики алюмомагниевой шпинели Киряков Арсений Николаевич

Короткий опис

Киряков, Арсений Николаевич.
Дефектная структура и электронно-оптические свойства прозрачной нанокерамики алюмомагниевой шпинели : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.07 / Киряков Арсений Николаевич; [Место защиты: ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»]. - Екатеринбург, 2020. - 152 с. : ил.
Оглавление диссертациикандидат наук Киряков Арсений Николаевич
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРОЗРАЧНАЯ ОКСИДНАЯ КЕРАМИКА: СИНТЕЗ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА
1.1 Оптические среды на основе керамики
1.1.1 Синтез оксидных керамик
1.1.2 Керамики простых оксидов
1.1.3 Многокомпонентные керамики
1.1.4 Микро- и нанокерамики алюмомагниевой шпинели
1.2. Атомная и энергетическая структура алюмомагниевой шпинели
1.2.1 Электронная структура М§АЬ04
1.2.2 Фононный спектр
1.3 Дефектные состояния
1.3.1 Собственные дефекты М§АЬ04
1.3.2 Примесные дефекты М§АЬ04
1.3.3 Анти-сайт дефекты
1.4 Воздействие высокоэнергетических излучений на структуру и свойства керамики М§АЬ04
1.4.1 Быстрые нейтроны
1.4.2 Ионное облучение
1.4.3 Ускоренные электроны
1.5 Оптические свойства керамики М§АЬ04
1.5.1 Оптическое поглощение
1.5.2 Люминесценция
1.6 Постановка цели и задач работы
ГЛАВА 2. ИССЛЕДУЕМЫЕ ОБРАЗЦЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ
2.1 Объекты исследования и методы их получения
2.1.1 Синтез нанокерамик
2.1.2 Эталонные образцы
2.2 Экспериментальные методики аттестации и исследования образцов
2.2.1 Рентгеновский и рентгеноструктурный анализ
2.2.2 Рамановская спектроскопия
2.2.3 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2.2.4 Сканирующая электронная микроскопия
2.2.5 Оптическая абсорбционная спектроскопия и расчет концентрации оптически-активных центров
2.2.6 ЭПР спектроскопия
2.2.7 Расчет силы осциллятора оптически-активных центров
2.2.8 Фотолюминесцентная спектроскопия
2.2.9 Дополнительные методики и статистическая обработка экспериментальных данных
2.3 Выводы
ГЛАВА 3. СТРУКТУРНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЗРАЧНОЙ НАНОКЕРАМИКИ MgAhO4, СИНТЕЗИРОВАННОЙ В ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
3.1 Кристаллографические параметры и микронапряжения
3.2 Микроструктура по данным электронной микроскопии
3.3 Рамановская спектроскопия
3.4 Влияние нестехиометрии и примесных ионов марганца
3.5 Выводы
ГЛАВА 4. ПАРАМАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА НАНОКЕРАМИКИ MgAhO4
4.1 Дефекты в структурах с различной размерностью (моно-, микро- и наносостояние)
4.1.1 Парамагнитные центры, индуцированные термобарическим синтезом
4.1.2 Парамагнитные центры, сформированные в результате электронного облучения
4.2 Стехиометрические и концентрационные эффекты в ЭПР
4.2.1 Роль нарушения стехиометрии
4.2.2 Влияние малых концентраций марганца
4.3 Парамагнитные Mn2+ анти-сайт дефекты
4.3.1 Сверхтонкое расщепление ЭПР спектров ионов Mn2+
4.3.2 Релаксационные свойства парамагнитных Mn анти-сайт дефектов
4.3.3 Механизм зарядовой компенсации и модели [Mn2+]Al3+/([Al3+]Mg2+) и [Mn2+]Al3+/(F+) анти-сайт дефектов
4.4 Выводы
ГЛАВА 5. ОПТИЧЕСКОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ И ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ НАНОКЕРАМИКИ MgAl2O4
5.1 Абсорбционная спектроскопия
5.1.1 Эффекты рассеяния в спектрах поглощения
5.1.2 Абсорбционные анти-сайт центры в легированных MgAhO4:Mn керамиках
5.1.3 Особенности оптического поглощения нестехиометрических керамик
5.2 Радиационные эффекты под действием электронного пучка
5.2.1 Формирование вакансионных дефектов
5.2.2 Спектроскопические параметры F+ центров
5.3 Фотолюминесценция дефектных центров
5.3.1 Анти-сайт марганцевые центры
5.3.2 Микропримесные Сг3+ центры
5.4 Люминесценция при высокоэнергетическом синхротронном и ВУФ возбуждении
5.3.1 Спектры рентгенолюминесценции
5.3.2 Кинетика рентгенолюминесценции
5.3.3 Экситонная люминесценция
5.5 Выводы
ГЛАВА 6. ПЛАЗМОННЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ МЕДИ В ОПТИЧЕСКОЙ КЕРАМИКЕ М§АЬ04
6.1 Аттестация имплантированных керамик
6.1.1 РФА анализ
6.1.2 Расчет профиля распределения Си2+ ионов в матрице шпинели
6.1.3 Рамановская спектроскопия и эффект усиления Рамановских мод
6.2 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
6.2.1 Кислородный 0 уровень
6.2.2 Медные ^ 2р состояния
6.2.3 Валентная полоса
6.3 Парамагнитные свойства имплантированных керамик
6.4 Рост и эволюция наночастиц металла (Си) в твердой фазе и концепция «перемежаемости» (intermittency)
6.5 Спектроскопия оптического поглощения. Плазмонные наноструктуры меди
6.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ