Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов

В работе приведены результаты исследования особенностей формирования дифракционных картин кристаллами легированных фуллеритов. Установлены закономерности изменения соотношений интенсивностей дифракционных пиков при заполнении атомами металлов междоузельных и внутримолекулярных пустот кристалла фулле...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
Hauptverfasser:	Дроздов, А.Н., Вус, А.С., Пуха, В.Е., Пугачев, А.Т.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2009
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7966
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов / А.Н. Дроздов, А.С. Вус, В.Е. Пуха, А.Т. Пугачев // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 1-2. — С. 142-147. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7966
record_format	dspace
spelling	Дроздов, А.Н. Вус, А.С. Пуха, В.Е. Пугачев, А.Т. 2010-04-22T17:11:02Z 2010-04-22T17:11:02Z 2009 Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов / А.Н. Дроздов, А.С. Вус, В.Е. Пуха, А.Т. Пугачев // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 1-2. — С. 142-147. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 1999-8074 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7966 539.216; 539.26 В работе приведены результаты исследования особенностей формирования дифракционных картин кристаллами легированных фуллеритов. Установлены закономерности изменения соотношений интенсивностей дифракционных пиков при заполнении атомами металлов междоузельных и внутримолекулярных пустот кристалла фуллерита. Показано, что наличие примеси в пустотах кристаллической решетки фуллерита существенным образом влияет на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений. В роботі приведені результати досліджень особливостей формування дифракційних картин кристалами легованих фуллеритів. Встановлені закономірності зміни співвідношення інтенсивностей дифракційних піків під час заповнення атомами металів порожнин кристалічної гратки фуллериту. Показано, що наявність домішки в порожнечах кристалу фуллерита значним чином впливає на співвідношення інтенсивностей рентгенівських рефлексів. The results of investigation of the X-ray pattern forming features by the doped fullerites crystals are presented in the work. The change correlation principles of the diffraction peaks intensity during the filling of the interstitial site of crystalline lattice of fullerites by the metal atoms are established. It is showed, that the impurity presence in the interstitial site of the fullerites crystal essentially effects on the X-ray reflex intensities correlation. ru Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов Вплив концентрації домішки в кристалах металофуллеренів на співвідношення інтенсивностей рентгенівських ліній Impurity concentration influence on the correlation of the x-ray lines intensity in metal-fullerene crystals Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов
spellingShingle	Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов Дроздов, А.Н. Вус, А.С. Пуха, В.Е. Пугачев, А.Т.
title_short	Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов
title_full	Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов
title_fullStr	Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов
title_full_unstemmed	Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов
title_sort	влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов
author	Дроздов, А.Н. Вус, А.С. Пуха, В.Е. Пугачев, А.Т.
author_facet	Дроздов, А.Н. Вус, А.С. Пуха, В.Е. Пугачев, А.Т.
publishDate	2009
language	Russian
publisher	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
format	Article
title_alt	Вплив концентрації домішки в кристалах металофуллеренів на співвідношення інтенсивностей рентгенівських ліній Impurity concentration influence on the correlation of the x-ray lines intensity in metal-fullerene crystals
description	В работе приведены результаты исследования особенностей формирования дифракционных картин кристаллами легированных фуллеритов. Установлены закономерности изменения соотношений интенсивностей дифракционных пиков при заполнении атомами металлов междоузельных и внутримолекулярных пустот кристалла фуллерита. Показано, что наличие примеси в пустотах кристаллической решетки фуллерита существенным образом влияет на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений. В роботі приведені результати досліджень особливостей формування дифракційних картин кристалами легованих фуллеритів. Встановлені закономірності зміни співвідношення інтенсивностей дифракційних піків під час заповнення атомами металів порожнин кристалічної гратки фуллериту. Показано, що наявність домішки в порожнечах кристалу фуллерита значним чином впливає на співвідношення інтенсивностей рентгенівських рефлексів. The results of investigation of the X-ray pattern forming features by the doped fullerites crystals are presented in the work. The change correlation principles of the diffraction peaks intensity during the filling of the interstitial site of crystalline lattice of fullerites by the metal atoms are established. It is showed, that the impurity presence in the interstitial site of the fullerites crystal essentially effects on the X-ray reflex intensities correlation.
issn	1999-8074
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7966
citation_txt	Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов / А.Н. Дроздов, А.С. Вус, В.Е. Пуха, А.Т. Пугачев // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 1-2. — С. 142-147. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT drozdovan vliâniekoncentraciiprimesinasootnošenieintensivnosteirentgenovskihotraženiiotkristallovmetallofullerenov AT vusas vliâniekoncentraciiprimesinasootnošenieintensivnosteirentgenovskihotraženiiotkristallovmetallofullerenov AT puhave vliâniekoncentraciiprimesinasootnošenieintensivnosteirentgenovskihotraženiiotkristallovmetallofullerenov AT pugačevat vliâniekoncentraciiprimesinasootnošenieintensivnosteirentgenovskihotraženiiotkristallovmetallofullerenov AT drozdovan vplivkoncentracíídomíškivkristalahmetalofullerenívnaspívvídnošennâíntensivnosteirentgenívsʹkihlíníi AT vusas vplivkoncentracíídomíškivkristalahmetalofullerenívnaspívvídnošennâíntensivnosteirentgenívsʹkihlíníi AT puhave vplivkoncentracíídomíškivkristalahmetalofullerenívnaspívvídnošennâíntensivnosteirentgenívsʹkihlíníi AT pugačevat vplivkoncentracíídomíškivkristalahmetalofullerenívnaspívvídnošennâíntensivnosteirentgenívsʹkihlíníi AT drozdovan impurityconcentrationinfluenceonthecorrelationofthexraylinesintensityinmetalfullerenecrystals AT vusas impurityconcentrationinfluenceonthecorrelationofthexraylinesintensityinmetalfullerenecrystals AT puhave impurityconcentrationinfluenceonthecorrelationofthexraylinesintensityinmetalfullerenecrystals AT pugačevat impurityconcentrationinfluenceonthecorrelationofthexraylinesintensityinmetalfullerenecrystals
first_indexed	2025-11-26T09:34:10Z
last_indexed	2025-11-26T09:34:10Z
_version_	1850617727845138432
fulltext	ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2142 ВВЕДЕНИЕ В литературе редко встречаются данные о структуре металлофуллеренов, полученные прямыми методами. Описание структуры большинства фуллеридов основано на кос- венных методах, во многих случаях опираясь на результаты моделирования и анализа оп- тических спектров рассеяния, и зачастую но- сит предположительный характер. В то же время, для построения адекватной модели взаимосвязи структуры и свойств металло- фуллеренов необходимы достоверные данные об их кристаллическом строении. Сведения о структуре металлофуллеренов приобретают особую важность для систем, в которых ато- мы примеси химически слабо взаимодейст- вуют с фуллеритом (клатраты). Дело в том, что в таких объектах кристалл фуллерита слу- жит матрицей, задающей тип и период под- решетки, сформированной из атомов метал- ла. Такое расположение атомов легирующего компонента может существенно изменить ха- рактеристики взаимно влияющих друг на друга фуллереновой и металлической подсис- тем и, в конечном итоге, свойства фуллерида в целом. В этом случае изменения в фононном спектре кристаллов могут привести к тому, что свойства металлофуллеренов с клатрат- ной и многофазной структурами будут су- щественно отличаться. Таким образом, необходимость идентифи- кации структуры легированных фуллеритов обусловливает важность и актуальность ра- бот по изучению особенностей формирова- ния дифракционных картин такими объек- тами. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОСОБЕННОСТЯХ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ФУЛЛЕРЕНА С60. При анализе дифракционных картин от крис- таллов фуллерита необходимо учитывать ряд особенностей, связанных со сферичностью молекулы С60 и ее размерами. В литературе описан подход к рассмотрению дифракцион- ных картин от фуллерита через суперпози- цию молекулярного формфактора (МФФ) и интерференционной функции Лауэ [1]. В слу- чае ориентационного беспорядка молекул С60 МФФ описывается выражением: ( ) hkl hkl cc dD dD f f π π= sin60 60 , (1) где fс – атомный множитель рассеяния углерода; ( ) hkl hkl dD dD π πsin – сферическая функ- ция Бесселя; D – диаметр молекулы С60 (D = 7,1 D); dhkl – межплоскостное расстояние. Большой диаметр молекулы фуллерена приводит к тому, что в отличие от мно- жителей рассеяния атомов, значения которых УДК: 539.216; 539.26 ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРИМЕСИ НА СООТНОШЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ РЕНТГЕНОВСКИХ ОТРАЖЕНИЙ ОТ КРИСТАЛЛОВ МЕТАЛЛОФУЛЛЕРЕНОВ А.Н. Дроздов, А.С. Вус, В.Е. Пуха, А.Т. Пугачев Национальный технический университет “Харьковский политехнический институт” Украина Поступила в редакцию 22.05.2009 В работе приведены результаты исследования особенностей формирования дифракционных картин кристаллами легированных фуллеритов. Установлены закономерности изменения соотношений интенсивностей дифракционных пиков при заполнении атомами металлов междоузельных и внутримолекулярных пустот кристалла фуллерита. Показано, что наличие примеси в пустотах кристаллической решетки фуллерита существенным образом влияет на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений. Работа выполнена в рамках госбюджетной темы “Синтез, структура и свойства пленок С60 и композиций на их основе”, PACS: 61.10.Nz, 61.48 + c. ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 143 монотонно убывают, оставаясь положитель- ными, МФФ С60 испытывает сильные осцил- ляции уже на малых углах, что обусловливает появление погасаний для серии отражений (2h, 0, 0) кубической решетки (рис. 1). Кроме того, как видно из рис. 1, любые изменения параметра элементарной ячейки соответствуют смещению узла обратной ре- шетки в области распределения молекуляр- ного формфактора, и интенсивность данного отражения закономерно возрастает или уме- ньшается. Таким образом, существует связь между периодом кубической решетки и ин- тенсивностью дифракционных линий. По- скольку изменение параметра решетки может быть вызвано наличием примеси в кристалле фуллерита, то изменение соотношения интен- сивностей дифракционных линий и появле- ние отражений серии (200) позволяет качест- венно оценить степень чистоты фуллерита. В [1] в качестве чувствительного параметра к малым изменениям периода решетки пред- лагалось использовать соотношение I220/I111. Однако, если размер внедряемых атомов меньше размера междоузельной поры, то в отсутствие взаимодействия между атомами примеси и молекулами фуллерена параметр решетки фуллерита может остаться неизмен- ным. Кроме того, при этом не учитывалось, что при достаточно большом количестве заполненных междоузельных позиций атомы второго компонента формируют новую под- решетку, дифракция от которой также должна давать вклад в суммарную амплитуду рас- сеяния. Причем в случае легирования фул- лерита атомами с большим атомным мно- жителем рассеяния этот вклад может ока- заться весьма существенным. МЕТОДИКА ВЫБОР МОДЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛОФУЛЛЕРЕНОВ Исследование закономерностей формиро- вания дифракционных картин от легирован- ных фуллеритов удобно проводить на модель- ных системах С60-Bi и С60-Ag, в структуре которых атомы металла расположены с пе- риодичностью, несвойственной для данного вещества в чистом виде. Для формирования металлофуллереновых клатратов предпочти- тельны ионноплазменные методы, приме- нение которых может позволить осуществить внедрение ионов, как в решетку фуллерита, так и во внутреннюю полость молекул С60 [2]. При этом, учитывая размер внедряемых ато- мов, предпочтительно формирование фул- леридов следующих видов: ГЦК – фуллерид с атомами висмута в октаэдрических меж- доузлиях, ГЦК – фуллерид, в узлах решетки которого находятся эндоэдральные молеку- лы Bi@C60 и ГЦК – фуллерид с атомами серебра в тераэдрических междоузлиях. МЕТОДИКА СИНТЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ЧИСТЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ ВИСМУТОМ ПЛЕНОК ФУЛЛЕРИТА Нетекстурированные поликристаллические пленки системы С60-Bi для рентген-дифрак- тометрических исследований были получены следующим образом. На первом этапе синтеза были сформиро- ваны пленки чистого фуллерита толщиной порядка 1 µm путем конденсации в вакууме молекулярного потока С60, испаренного из эффузионной ячейки Кнудсена. Осаждение проводилось на пластины кремния, покры- тые естественным аморфным окислом при температуре Тs = 100 °С. Для нанесения пленок использовался фуллереновый порошок чистотой 99,9%. Перед нанесением пленок фуллерен прогревался в камере при температуре 300 °С в течение нескольких ча- Рис. 1. Профили функций рассеяния молекулы фулле- рена (fC60), атома висмута (fBi) и штрих рентгенограмма ГЦК фуллерита. А.Н. ДРОЗДОВ, А.С. ВУС, В.Е. ПУХА, А.Т. ПУГАЧЕВ ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2144 сов. Откачка камеры осуществлялась при по- мощи гетероионного насоса типа “Орбит- рон”. Давление остаточных газов в процессе эксперимента не превышало 510-4 Pa. Непосредственно после конденсации пле- нок С60 осуществлялось легирование фулле- рита путем бомбардировки его поверхности низкоэнергетичными ионами висмута. Источ- ником ионов служила плазма вакуумной дуги, сепарированная от нейтральной компоненты (капли, микрочастицы, нейтральный пар) при помощи криволинейного плазмовода. Облу- чение фуллерита проводилось ионами вис- мута со средней энергией ЕBi = 100 эВ при полуширине их энергетического распределе- ния около 12 эВ [3]. При этом, как следует из [4], процессы фрагментации углеродного кар- каса молекул С60 практически не наблюдают- ся. Структура полученных чистых и легиро- ванных висмутом фуллереновых конденсатов исследовалась методом рентгеновской диф- рактометрии в излучении медного анода в режиме θ-2θ сканирования на дифрактометре ДРОН – 3М. Наличие и интегральное содер- жание висмута в пленках определяли по ин- тенсивности аналитической линии Bi-Lα в спектре рентгеновской флуоресценции на спектрометре “Спрут-2”. Абсолютная интенсивность дифрагиро- ванного излучения рассчитывалась для слу- чая идеального мозаичного кристалла или кристаллического порошка из соотношения: Ihkl = PLG⋅H F2 [5], (2) где θθ θ+= cossin 2cos1 2 2 PLG , θ – угол сканиро- вания; P – поляризационный множитель; L – множитель Лоренца; G – геометрический множитель условий съемки; H – множитель повторяемости; F2 – структурный множитель. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ДИФРАКЦИИ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛАМИ МЕТАЛЛОФУЛЛЕРЕНОВ Условно металлофуллерены с клатратной структурой можно рассматривать как твердые растворы внедрения, в узлах кристалличес- кой решетки которых находятся молекулы фуллерена, а в междоузельных позициях ато- мы легирующего компонента. Аналогичным образом, фуллериды, сформированные в результате инкапсуляции атомов металла во внутреннюю полость молекулы С60, можно представить как твердые растворы замеще- ния, образованные молекулами двух сортов: С60 и Ме@C60. В случае стопроцентного за- полнения пустот того или иного типа в крис- талле фуллерита расположение молекул и ато- мов металла соответствует координатам ато- мов в стандартных структурных типах куби- ческой системы. Так, ГЦК решетка, состав- ленная из эндоэдральных молекул Ме@C60, и ГЦК решетка чистого фуллерита соответст- вуют структурному типу меди (А1). ГЦК – фуллерид с атомами металла в октаэдричес- ких междоузлиях соответствует структурно- му типу NaCl (В1). ГЦК – фуллерид с атомами металла в тетраэдрических междоузлиях со- ответствует структурному типу CaF2 (С1) [5, 6]. Однако, в качестве центров рассеяния в таких системах будут выступать молекулы С60, Me@C60 и отдельные атомы металла с со- ответствующими значениями МФФ молекул и множителей рассеяния атомов. При этом важно отметить, что уменьшение концентра- ции легирующего компонента, приводящее к неполному заполнению междоузельных или внутримолекулярных пустот, можно рассмат- ривать как растворение вакансий в металли- ческой или молекулярной подрешетке по спо- собу замещения. Исходя из представлений, описанных в [7], рассеяние рентгеновских лучей таким раствором эквивалентно рассея- нию идеальным кристаллом, состоящим из неких условных атомов или молекул одного сорта с усредненной функцией рассеяния, которая в линейном приближении пропорци- ональна концентрации или коэффициенту заполнения компонентами узлов соответст- вующих подрешеток, величина которого изменяется в интервале (0 < с < 1). Значения структурных множителей F2 и знаки функ- ций рассеяния компонентов для главных рентгеновских отражений модельных фул- леридов с кубической решеткой представ- лены в табл. 1. ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРИМЕСИ НА СООТНОШЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ РЕНТГЕНОВСКИХ ОТРАЖЕНИЙ... ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 145 Анализ выражений для структурных мно- жителей с учетом знака функции молекуляр- ного рассеяния позволяет качественно судить о характере перераспределения интенсивнос- тей линий на дифрактограммах при формиро- вании металлофуллереновых клатратов раз- личного типа. С целью количественного определения степени влияния внедренной в фуллерит примеси на вид дифракционной картины бы- ли теоретически рассчитаны и построены концентрационные зависимости соотноше- ния интенсивности рентгеновских отраже- ний для модельных систем: ГЦК фуллерид с атомами висмута в октаэдрических междоуз- лиях кристаллической решетки (рис. 2), ГЦК фуллерид, сформированный из эндоэдраль- ных молекул Bi@C60 (рис. 3), и ГЦК фуллерид с атомами серебра в тетраэдрических меж- доузлиях кристаллической решетки (рис. 4). Расчет производился в интервале изменения коэффициента заполнения пустот от 0 до 0,5. При этом принималось, что параметр решетки легированных фуллеритов имеет постоянное значение и равен а = 14,2 D. Анализ зависимостей, приведенных на рис. 2 – 4, показал, что введение примеси в пкстоты ГЦК кристалла фуллерита приводит к значительному перераспределению соотно- шения интенсивности рентгеновских отраже- ний. Причем характер перераспределения интенсивностей дифракционных максиму- мов может служить качественным признаком преимущественно формируемой структуры фуллерида. А количественной мерой содер- жания примеси, внедренной в решетку, может Таблица 1 Bi 16(fC60– cfMe) 2 16(fC60+ cfMe) 2 16(fC60+ cfMe) 2 16(fC60– cfMe) 2F2 Cl 16f 2 C60 16(fC60–2cfMe) 2 16(fC60+2cfMe) 2 16f 2 C60F2 16f 2 C60 16f 2 C60 16f 2 C60 16f 2 C60 F2 Al 16(fC60+ cfMe) 2 16(fC60+ cfMe) 2 16(fC60+cfMe) 2 16(fC60+cfMe) 2(F*)2 + 0 – –fC60 +/– + + + +fMe 111 200 220 311hkl 8 6 12 24H Рис. 2. Соотношение интенсивностей рентгеновских линий как функция от коэффициента заполнения ато- мами висмута октаэдрических пустот ГЦК кристалла фуллерита. Рис. 3. Соотношение интенсивностей рентгеновских линий как функция от коэффициента заполнения атомами висмута внутримолекулярных пустот ГЦК кристалла фуллерита. Рис. 4. Соотношение интенсивностей рентгеновских линий как функция от коэффициента заполнения ато- мами серебра тэтраэдрических пустот ГЦК кристалла фуллерита. А.Н. ДРОЗДОВ, А.С. ВУС, В.Е. ПУХА, А.Т. ПУГАЧЕВ ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2146 служить величина соотношения интенсивно- стей отражений различных hkl. Из приведен- ных зависимостей видно, что для фуллеридов со структурным типом меди и NaCl наибо- лее чувствительным параметром к концент- рации примеси является отношение интен- сивностей отражений (111) и (311), а для фул- леридов со структурным типом CaF2 – отно- шение I(111), (311)/I(220), (200) или I(220)/I(200). ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ИЗУЧЕНИЯ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛОФУЛЛЕРЕНОВЫХ КОНДЕНСАТОВ СИСТЕМЫ С60-Bi С учетом установленных закономерностей был проведен анализ дифракционных картин нетекстурированных пленок фуллерита, облу- ченных потоком ускоренных ионов висмута. По данным рентгеновского флуоресцент- ного анализа пленки фуллерита, облученные ионами висмута, представляли собой метал- лофуллереновые конденсаты с интегральным соотношением атомов висмута и молекул фуллерена равным NBi/NC60 ≈ 1. При этом экспериментальные дифрактограммы от дан- ных образцов (рис. 5) содержали отражения на углах, соответствующих межплоскостным расстояниям кристаллов чистого висмута и ГЦК фуллерита, что указывает на формиро- вание двухфазной структуры пленок. Однако соотношение интенсивностей отражений от ГЦК фазы данного композита не соответст- вует характерным значениям для чистого фул- лерита. Тот факт, что наиболее сильной ли- нией на дифрактограмме является отражение (311) свидетельствует о формировании струк- туры, в которой часть атомов висмута зани- мает октаэдрические пустоты ГЦК кристалла фуллерита. Исходя из величины соотношения I(111)/I(311) ≈ 0,7 была проведена оценка коэф- фициента заполнения висмутом октаэдричес- ких пустот кристалла фуллерита, по результа- там которой значение коэффициента заполне- ния составило с ≈ 0,1. ЗАКЛЮЧЕНИЕ На основе теории рассеяния проведен анализ особенностей дифракции рентгеновских лучей модельными системами металлофул- лереновых клатратов, образованных в резуль- тате заполнения атомами легирующего ком- понента октаэдрических, тэтраэдрических и внутримолекулярных пустот ГЦК кристалла фуллерита. Показано, что формирование легирующим компонентом периодических структур, задаваемых матрицей фуллерита, приводит к значительному изменению соот- ношения интенсивностей рентгеновских линий, характер и величина которого опре- деляется в основном параметром решетки, типом преимущественно формируемой структуры фуллерида, сортом легирующих частиц и концентрацией заполненных атома- ми металла пустот кристалла фуллерита. На основе установленных закономер- ностей проведен анализ структуры нетексту- рированных пленок фуллерита, облученных потоком ускоренных ионов висмута с энер- гией ∼ 100 эВ. Экспериментально обнару- жено, что ионное облучение приводит к насы- щению фуллерита атомами висмута, которые при результирующем соотношении компо- нентов в пленке NBi/NC60 ≈ 1 преимуществен- но сегрегированны в виде отдельной фазы. При этом часть атомов висмута размещается в октаэдрических пустотах ГЦК кристалла фуллерита, образуя металлофуллереновый клатрат с интегральным коэффициентом за- полнения пор равным с ≈ 0,1. ЛИТЕРАТУРА 1. Шулаков Е.В., Диланян Р.А., Рыбченко О.Г., Шехтман В.Ш. Молекулярный формфактор и анализ дифракционной картины кристал- лов фуллерена//Кристаллография. – 1996. – Т. 41, № 1. – С. 39-42. Рис. 5. Экспериментальная дифрактограмма пленки фуллерита, допированной атомами висмута. ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРИМЕСИ НА СООТНОШЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ РЕНТГЕНОВСКИХ ОТРАЖЕНИЙ... ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 147 2. Bernshtein V., Oref I. Surface diffusion and desorption of exohedral Li+ from the surface of fullerene//Phys. Rev. A. – 2001. – Vol. 63. – P. 043201-043209. 3. Пуха В.Е., Михайлов И.Ф., Дроздов А.Н., Фомина Л.П. Зависимость коэффициента конденсации висмута от энергии частиц, осаждаемых из ионного пучка на кремниевые подложки//Физика твердого тела. – 2005. – Т. 47, Вып. 3. – С. 572-574. 4. Дроздов А.Н., Вус А.С., Пуха В.Е., Зуба- рев Е.Н., Пугачев А.Т. Молекулярное распы- ление фуллерита низкоэнергетичными иона- ми висмута//Физика твердого тела. – 2009. – Т. 51, Вып. 5. – С. 1034-1038. 5. Миркин Л.И. Справочник по рентгенострук- турному анализу поликристаллов. – М.: Госу- дарственное издательство физико-матема- тической литературы, 1961. – 863 с. 6. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. Кристаллография, рентгено- графия и электронная микроскопия. – М.: Металлургия, 1982. – 631 с. 7. Кривоглаз М.А. Теория рассеяния рентгенов- ских лучей и тепловых нейтронов реальны- ми кристаллами. – М.: Наука, 1967. – 336 с. IMPURITY CONCENTRATION INFLUENCE ON THE CORRELATION OF THE X-RAY LINES INTENSITY IN METAL-FULLERENE CRYSTALS А.N. Drozdov, A.S. Vus, V.E. Pukha, А.Т. Pugachov The results of investigation of the X-ray pattern forming features by the doped fullerites crystals are presented in the work. The change correlation prin- ciples of the diffraction peaks intensity during the filling of the interstitial site of crystalline lattice of fullerites by the metal atoms are established. It is showed, that the impurity presence in the interstitial site of the fullerites crystal essentially effects on the X-ray reflex intensities correlation. ВПЛИВ КОНЦЕНТРАЦІЇ ДОМІШКИ В КРИСТАЛАХ МЕТАЛОФУЛЛЕРЕНІВ НА СПІВВІДНОШЕННЯ ІНТЕНСИВНОСТЕЙ РЕНТГЕНІВСЬКИХ ЛІНІЙ А.М. Дроздов, О.С. Вус, В.Є. Пуха, А.Т. Пугачов. В роботі приведені результати досліджень особ- ливостей формування дифракційних картин кри- сталами легованих фуллеритів. Встановлені зако- номірності зміни співвідношення інтенсивностей дифракційних піків під час заповнення атомами металів порожнин кристалічної гратки фуллери- ту. Показано, що наявність домішки в порожне- чах кристалу фуллерита значним чином впливає на співвідношення інтенсивностей рентгенівсь- ких рефлексів. А.Н. ДРОЗДОВ, А.С. ВУС, В.Е. ПУХА, А.Т. ПУГАЧЕВ

Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов

Institution

Ähnliche Einträge