Строительные исследования
страница - 1
«ниобиевой» координационным сферам атома Nb. Появление максимумов достаточно сложной структуры естественно с учетом сильных искажений кристаллической решетки кристалла ниобата натрия по сравнению с идеальной перовскитной структурой, что обусловливает расщепление каждой координационной сферы атома ниобия на несколько подсфер [4]. Особенно интересен максимум, отвечающий третьей координационной сфере, который расщеплен на два хорошо выраженных, особенно при низких температурах, максимума, наблюдаемых в окрестности расстояний 3.3 А и 4.0 А, соответственно.
Из-за сложного характера искажения идеальной перовскитной решетки в исследуемом кристалле мы не ставили задачу прямого восстановления ФРРА из экспериментальных спектров, а выполнили лишь исследование того, какая из существующих моделей атомной структуры рассматриваемого кристалла лучше согласуется с EXAFS данными. Поскольку, как отмечено выше, нет сильной зависимости функции F(r) от температуры, исследования проводились в основном для спектров, снятых при комнатной температуре. При проведении работы были рассчитаны Nb K-EXAFS спектры для различных моделей атомной структуры кристалла NaNbO3 и проведено сопоставление функций F(r), полученных в результате преобразования Фурье теоретических и экспериментальных нормализованных EXAFS функций %(k:)- В данном разделе рассматриваются вклады в функции F(r), обусловленные рассеянием фотоэлектронов атомами ближайшей к Nb «кислородной» сферы.
15 10
E
-5 -10
0123456
A
Рис.1. Модули фурье-образов и их мнимые части, рассчитанные по экспериментальным спектрам, снятым при различных температурах.
Расчет K-EXAFS-спектров Nb выполнен в традиционном для первой координационной сферы приближении однократного рассеяния фотоэлектронов атомами окружения в формализме сферических волн [9] с использованием разработанного ранее метода построения хартри-фоковского muffin-tin (МТ) потенциала многоатомных систем [1 0], который хорошо себя зарекомендовал при описании как околопороговой структуры спектров поглощения (XANES), так и протяженной тонкой структуры (EXAFS) для различных кристаллов [3,4,1 0,11 ], а также спектров характеристических потерь энергии электронами (EELS) [12]. Преимущество используемой модели МТ-потенциала состоит в том, что, во-первых, она достаточно проста и ее реализация не требует предварительной информации о структуре ближнего окружения ионизируемого атома, а во-вторых, она позволяет исключить величину среднего межатомного потенциала - МТ-нуля (Емт или Е0) из числа подгоночных параметров и получить теоретические спектры в шкале абсолютных энергий фотонов (Е). При этом величина волнового вектора определяется традиционным образом
к = E - Еш . Для кристалла NaNbO3 было получено значение величины
Емт= 18965.0 эВ.
Учет влияния на EXAFS-спектры тепловых колебаний атомов и конечного времени жизни электрон-дырочных возбужденных состояний, возникающих в результате фотоионизации К уровня атома ниобия, осуществлялся традиционным для теории EXAFS феноменологическим способом [1 3]: для учета тепловых колебаний атомов вводился фактор Дебая-
2 22
Уоллера (DW) exp(-2oi k ), где o1 - среднеквадратичное отклонение расстояния между ионизируемым атомом Nb и рассматриваемым атомом кислорода от его среднего значения, а для учета конечного времени жизни электрон-дырочного возбуждения вводился экспоненциальный фактор exp(-0.2625-r-R/k), где Г -энергетический параметр, равный ширине электрон - дырочного возбужденного состояния, выраженной в электрон-вольтах (эВ), R - расстояние от ионизируемого атома до рассматриваемого атома, выраженное в ангстремах.
Фурье-образ F1(r) расчетного вклада k %1(k) в EXAFS от рассеяния фотоэлектронов атомами «кислородной» сферы, ближайшей к ионизируемому атому Nb был получен с помощью программного комплекса для Фурье-анализа
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7]