Дегібридизація в сполуках RAl₂Si₂
Теоретично розглянуто явище дегiбридизацiї для iнтерметалiчних iзоструктурних сполук ряду RAl₂Si₂ (R — Sm, Eu, Gd, Tb, Er, Yb). Показано фiзичну природу виникнення δ-подiбного пiка, величина якого пропорцiйна кiлькостi вузлiв (N), утворених структурними елементами R−Si. У порiвняннi з одиничною дом...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2014 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2014
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87706 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Дегібридизація в сполуках RAl₂Si₂ / П.К. Нiколюк, А.В. Ющенко, В.А. Стасенко, В.Я. Нiколайчук // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 5. — С. 83-86. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-87706 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ніколюк, П.К. Ющенко, А.В. Стасенко, В.А. Ніколайчук, В.Я. 2015-10-23T19:10:12Z 2015-10-23T19:10:12Z 2014 Дегібридизація в сполуках RAl₂Si₂ / П.К. Нiколюк, А.В. Ющенко, В.А. Стасенко, В.Я. Нiколайчук // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 5. — С. 83-86. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87706 538.915 Теоретично розглянуто явище дегiбридизацiї для iнтерметалiчних iзоструктурних сполук ряду RAl₂Si₂ (R — Sm, Eu, Gd, Tb, Er, Yb). Показано фiзичну природу виникнення δ-подiбного пiка, величина якого пропорцiйна кiлькостi вузлiв (N), утворених структурними елементами R−Si. У порiвняннi з одиничною домiшкою величина δ-подiбного пiка зростає в N разiв. Це зумовлено тим, що орбiталi R−Si вiдiграють роль електронних дефектiв, перiодично розташованих у межах всiєї кристалiчної решiтки. Проведенi експериментальнi й теоретичнi дослiдження показали високу ступiнь кореляцiї та самоузгодженостi, що дозволяє розглядати атомнi зв’язки R−Si як своєрiднi електроннi дефекти, сильно збурюючи електронну систему сполук ряду RAl₂Si₂. Таке збурення проявляється у виникненнi iнтенсивних резонансних пiкiв електронних станiв, якi формуються у валентнiй зонi дослiджуваних интерметалiдiв в результатi дiї дегiбридизацiйного фактора. Теоретически рассмотрено явление дегибридизации для интерметаллических изоструктурних соединений ряда RAl₂Si₂ (R Sm, Eu, Gd, Tb, Er, Yb). Показана физическая природа возникновения δ-образного пика, величина которого пропорциональна количеству узлов (N), образованных структурными элементами R−Si. По сравнению с единичной примесью величина δ-образного пика возрастает в N раз. Это обусловлено тем, что орбитали R−Si играют роль электронных дефектов, периодически расположенных в пределах всей кристаллической решетки. Проведенные экспериментальные и теоретические исследования показали высокую степень корреляции и самосогласованности, что позволяет рассматривать атомные связи R−Si как своеобразные электронные дефекты, сильно возмущающие электронную систему соединений ряда RAl₂Si₂. Такое возмущение проявляется в возникновении интенсивных резонансных пиков электронных состояний, формирующихся в валентной зоне изучаемых интерметаллидов в результате действия дегибридизационного фактора. The theoretical consideration of the dehybridization phenomenon for intermetallic isostructural compounds of the RAl₂Si₂ (R Sm, Eu, Gd, Tb, Er, Yb) row has been performed. The physical nature of the occasion of a δ-like hump, value of which is proportional to the number of lattice sites N formed by R−Si structural elements, is clarified. In comparison with a single admixture, the value of δ-like hump is more by N times. This is caused by that the orbitals R−Si play the role of electronic defects, which are periodically located in the frame of the crystal. The performed theoretical and experimental investigations show a great degree of correlation and self-consistency. This gives possibility to view R−Si bonds as specific electronic defects, which strongly perturb the electronic system of RAl₂Si₂ compounds. Such perturbation is displayed in arising the intense resonance humps of electronic states, which are formed in the valence zone of the intermetallids under study as a result of the dehybridization factor action. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Матеріалознавство Дегібридизація в сполуках RAl₂Si₂ Дегибридизация в соединениях RAl₂Si₂ Dehybridization in RAl₂Si₂ compounds Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Дегібридизація в сполуках RAl₂Si₂ |
| spellingShingle |
Дегібридизація в сполуках RAl₂Si₂ Ніколюк, П.К. Ющенко, А.В. Стасенко, В.А. Ніколайчук, В.Я. Матеріалознавство |
| title_short |
Дегібридизація в сполуках RAl₂Si₂ |
| title_full |
Дегібридизація в сполуках RAl₂Si₂ |
| title_fullStr |
Дегібридизація в сполуках RAl₂Si₂ |
| title_full_unstemmed |
Дегібридизація в сполуках RAl₂Si₂ |
| title_sort |
дегібридизація в сполуках ral₂si₂ |
| author |
Ніколюк, П.К. Ющенко, А.В. Стасенко, В.А. Ніколайчук, В.Я. |
| author_facet |
Ніколюк, П.К. Ющенко, А.В. Стасенко, В.А. Ніколайчук, В.Я. |
| topic |
Матеріалознавство |
| topic_facet |
Матеріалознавство |
| publishDate |
2014 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Дегибридизация в соединениях RAl₂Si₂ Dehybridization in RAl₂Si₂ compounds |
| description |
Теоретично розглянуто явище дегiбридизацiї для iнтерметалiчних iзоструктурних сполук ряду RAl₂Si₂ (R — Sm, Eu, Gd, Tb, Er, Yb). Показано фiзичну природу виникнення
δ-подiбного пiка, величина якого пропорцiйна кiлькостi вузлiв (N), утворених структурними елементами R−Si. У порiвняннi з одиничною домiшкою величина δ-подiбного пiка
зростає в N разiв. Це зумовлено тим, що орбiталi R−Si вiдiграють роль електронних дефектiв, перiодично розташованих у межах всiєї кристалiчної решiтки. Проведенi експериментальнi й теоретичнi дослiдження показали високу ступiнь кореляцiї та
самоузгодженостi, що дозволяє розглядати атомнi зв’язки R−Si як своєрiднi електроннi дефекти, сильно збурюючи електронну систему сполук ряду RAl₂Si₂. Таке збурення
проявляється у виникненнi iнтенсивних резонансних пiкiв електронних станiв, якi формуються у валентнiй зонi дослiджуваних интерметалiдiв в результатi дiї дегiбридизацiйного фактора.
Теоретически рассмотрено явление дегибридизации для интерметаллических изоструктурних соединений ряда RAl₂Si₂ (R Sm, Eu, Gd, Tb, Er, Yb). Показана физическая природа возникновения δ-образного пика, величина которого пропорциональна количеству узлов
(N), образованных структурными элементами R−Si. По сравнению с единичной примесью
величина δ-образного пика возрастает в N раз. Это обусловлено тем, что орбитали R−Si
играют роль электронных дефектов, периодически расположенных в пределах всей кристаллической решетки. Проведенные экспериментальные и теоретические исследования показали высокую степень корреляции и самосогласованности, что позволяет рассматривать
атомные связи R−Si как своеобразные электронные дефекты, сильно возмущающие электронную систему соединений ряда RAl₂Si₂. Такое возмущение проявляется в возникновении интенсивных резонансных пиков электронных состояний, формирующихся в валентной
зоне изучаемых интерметаллидов в результате действия дегибридизационного фактора.
The theoretical consideration of the dehybridization phenomenon for intermetallic isostructural
compounds of the RAl₂Si₂ (R Sm, Eu, Gd, Tb, Er, Yb) row has been performed. The physical
nature of the occasion of a δ-like hump, value of which is proportional to the number of lattice
sites N formed by R−Si structural elements, is clarified. In comparison with a single admixture,
the value of δ-like hump is more by N times. This is caused by that the orbitals R−Si play the
role of electronic defects, which are periodically located in the frame of the crystal. The performed
theoretical and experimental investigations show a great degree of correlation and self-consistency.
This gives possibility to view R−Si bonds as specific electronic defects, which strongly perturb the
electronic system of RAl₂Si₂ compounds. Such perturbation is displayed in arising the intense
resonance humps of electronic states, which are formed in the valence zone of the intermetallids
under study as a result of the dehybridization factor action.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87706 |
| citation_txt |
Дегібридизація в сполуках RAl₂Si₂ / П.К. Нiколюк, А.В. Ющенко, В.А. Стасенко, В.Я. Нiколайчук // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 5. — С. 83-86. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT níkolûkpk degíbridizacíâvspolukahral2si2 AT ûŝenkoav degíbridizacíâvspolukahral2si2 AT stasenkova degíbridizacíâvspolukahral2si2 AT níkolaičukvâ degíbridizacíâvspolukahral2si2 AT níkolûkpk degibridizaciâvsoedineniâhral2si2 AT ûŝenkoav degibridizaciâvsoedineniâhral2si2 AT stasenkova degibridizaciâvsoedineniâhral2si2 AT níkolaičukvâ degibridizaciâvsoedineniâhral2si2 AT níkolûkpk dehybridizationinral2si2compounds AT ûŝenkoav dehybridizationinral2si2compounds AT stasenkova dehybridizationinral2si2compounds AT níkolaičukvâ dehybridizationinral2si2compounds |
| first_indexed |
2025-11-25T09:40:53Z |
| last_indexed |
2025-11-25T09:40:53Z |
| _version_ |
1850511717636767744 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
5 • 2014
МАТЕРIАЛОЗНАВСТВО
УДК 538.915
П.К. Нiколюк, А. В. Ющенко, В. А. Стасенко, В.Я. Нiколайчук
Дегiбридизацiя в сполуках RAl2Si2
(Представлено членом-кореспондентом НАН України В.Б. Молодкiним)
Теоретично розглянуто явище дегiбридизацiї для iнтерметалiчних iзоструктурних спо-
лук ряду RAl2Si2 (R — Sm, Eu, Gd, Tb, Er, Yb). Показано фiзичну природу виникнення
δ-подiбного пiка, величина якого пропорцiйна кiлькостi вузлiв (N), утворених структур-
ними елементами R−Si. У порiвняннi з одиничною домiшкою величина δ-подiбного пiка
зростає в N разiв. Це зумовлено тим, що орбiталi R−Si вiдiграють роль електрон-
них дефектiв, перiодично розташованих у межах всiєї кристалiчної решiтки. Проведе-
нi експериментальнi й теоретичнi дослiдження показали високу ступiнь кореляцiї та
самоузгодженостi, що дозволяє розглядати атомнi зв’язки R−Si як своєрiднi електрон-
нi дефекти, сильно збурюючи електронну систему сполук ряду RAl2Si2. Таке збурення
проявляється у виникненнi iнтенсивних резонансних пiкiв електронних станiв, якi фор-
муються у валентнiй зонi дослiджуваних интерметалiдiв в результатi дiї дегiбриди-
зацiйного фактора.
Дослiдженню явища дегiбридизацiї присвячена дана робота, яка має узагальнюючий ха-
рактер i спрямована на систематизацiю отриманих результатiв. В iнтерметалiчних iзострук-
турних сполуках ряду RAl2Si2 (R — Sm, Eu, Gd, Tb, Er, Yb) такий феномен описаний у нау-
кових публiкацiях [1–3], в яких отримано i зiставлено в єдинiй енергетичнiй шкалi Kβ1,x-
й L2,3-смуги емiсiї Si й Al. Рентгенiвськi емiсiйнi смуги Al й Si у сполуках ErAl2Si2, GdAl2Si2
й EuAl2Si2, що зiставленi в єдинiй енергетичнiй шкалi за допомогою рентгеноелектронних
даних, iлюструє рис. 1. У вказаних сполуках спостерiгаються специфiчнi трансформацiї
емiсiйних смуг обох компонентiв, але особливо L2,3-смуг Al. Характерною особливiстю є те,
що вказанi смуги складаються з iнтенсивних високо- i низькоенергетичних пiкiв (пiки А та
С див. на рис. 1), роздiлених глибоким мiнiмумом. При цьому виявляється, що має мiсце
точний збiг максимумiв SiKβ1,x-cмуг (маркер В див. на рис. 1) з мiнiмумами роздiлених
AlL2,3-смуг (як правило, L2,3-cпектри Al в сполуках рiзного роду характеризуються моно-
тонним розподiлом iнтенсивностi з лише одним максимумом [4]). Треба зауважити, що при
дослiдженнi сполук рентгеноспектральним та рентгеноелектронним методами в електрон-
но-енергетичних дiаграмах зазвичай спостерiгається бiльше або менше виражена гiбридиза-
цiя електронних станiв — прояв електронних станiв одного компонента сполуки в спектрах
© П.К. Нiколюк, А.В. Ющенко, В. А. Стасенко, В. Я. Нiколайчук, 2014
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №5 83
Рис. 1. Електронна структура валентної зони сполук ряду RAl2Si2 (R — Er, Gd, Eu), що iлюструє явище
дегiбридизацiї: SiKβ1,x — смуга емiсiї (суцiльна лiнiя); AlL2,3 — смуга (пунктир).
Смуги зiставленi в єдинiй енергетичнiй шкалi за рентгеноелектронними даними. Маркерам A, B, C й D
сполуки ErAl2Si2 вiдповiдають вертикальнi мiтки над спектрами сполук GdAl2Si2 та EuAl2Si2
iншого. Наприклад, фундаментальне дослiдження Є.О. Жураковського по бiнарних силi-
цидах i германiдах [4] показує в спектрах сполук рiзного роду тiльки гiбридизацiйнi ефекти.
Так само аналогiчна ситуацiя спостерiгається в роботах [5–7]. Отже, в нашому випадку ми
маємо справу з особливою, специфiчною ситуацiєю.
Дегiбридизацiя — антипод гiбридизацiї. Фiзична суть дегiбридизацiї в тому, що гiбридна
Kβ1,x-смуга Si є енергетично стiйкою i тому не утворює хiмiчних зв’язкiв з Al, а навпаки,
спричиняє роздiлення s(d)-станiв цього металу (L2,3-смуга), внаслiдок чого з’являються
iнтенсивнi низько- й високоенергетичнi резонанси на його L2,3-смугах, що роздiленi мiнiму-
мом, на який припадає центр мас Kβ1,x-смуги кремнiю.
Явище має ряд важливих наслiдкiв. По-перше, спостерiгається енергетичне змiщення —
як в низько-, так i у високоенергетичний бiк — електронних станiв s(d)-симетрiї Al пiд впли-
вом енергетично стiйких електронних станiв Si. По-друге, густина електронних станiв на
рiвнi Фермi сполуки сильно зростає [2]. По-третє, рiзких змiн зазнають фiзичнi властивостi
таких об’єктiв [1–3].
Роль гiбридних енергетично стiйких станiв вiдiграють двоцентровi валентнозв’язуючi
орбiталi типу (3spd)Si−(4f5d6s)R [2, 3], наявнiсть яких власне i спричиняє енергетичну
стiйкiсть гiбридної SiKβ1,x-смуги. Тут слiд вiдзначити, що мiж елементами сполук типу
RAl2Si2 має мiсце як гiбридизацiя типу R−Si, так i її антипод — дегiбридизацiя: мiж орбi-
талями R−Si, з одного боку, та Al — з iншого.
Таким чином, явище дегiбридизацiї є фактично проявом сепарацiї валентних орбiталей
у складних (багатокомпонентних) сполуках, де електровiд’ємностi хоча б двох компонентiв
iстотно рiзняться, що приводить до формування стiйких електронних конфiгурацiй мiж
двома елементами з рiзко вiдмiнними електровiд’ємностями χ (у даному випадку макси-
мальна рiзниця χ має мiсце якраз для Si й R). Третiй компонент з промiжним значенням χ
(у даному випадку Al) якраз i проявляє тенденцiю до сепарацiї електронних станiв. Власне
тому в даному випадку можна говорити про дегiбридизацiйно-гiбридизайнi ефекти.
84 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №5
Теоретична модель явища дегiбридизацiї детально описана в статтi [8], де на прикла-
дi купратних сполук розроблений математичний апарат такого феномена. Зауважимо, що
явище має унiверсальний характер, оскiльки проявляється як у сполуках рiзного компо-
нентного складу, так i рiзних структурних типiв [8].
Застосувавши алгоритм [8], для густини електронних станiв g(E) в околi рiвня Фермi
матимемо:
g(E) = g0(E) +Nδ(E − EL), (1)
де g0(E) — густина електронних станiв у незбуреному станi; EL — енергiя локалiзованого
δ-подiбного резонансного пiка, N — кiлькость вузлiв, утворених структурними елементами
R−Si.
З формули (1) випливає, що в порiвняннi з одиничною домiшкою, величина δ-подiбного
пiка зростає в N разiв. Це обумовлено тим, що орбiталi R−Si вiдiграють роль електрон-
них дефектiв, перiодично розташованих у межах всiєї кристалiчної решiтки i збурюючих
валентну електронну систему сполуки.
Отриманi в серiї робiт як експериментальнi, так i теоретичнi результати [1–3, 8] пiдтвер-
джують факт зростання густини електронних станiв в областi прифермiєвських енергiй.
Описанi особливостi можуть мати широкий спектр наслiдкiв, тому що спричиняють змi-
ни в густинi станiв в зонi прифермiєвських енергiй. Останнi, як вiдомо, iстотно впливають
на кiнетичнi, магнiтнi, калориметричнi, надпровiднi та iншi властивостi сполук, що визна-
чаються структурою розподiлу та заселенiстю саме прифермiєвських електронних рiвнiв.
Дослiдження в даному напрямi надзвичайно перспективнi, тому що дають ключ для син-
тезу нових матерiалiв на основi алгоритму, вказаного вище. Сформулюємо цей алгоритм
у компактному виглядi: для отримання сполук з рiзко аномальними властивостями необ-
хiдно синтезувати матерiали, що мiстять у своєму складi як мiнiмум три компоненти
з рiзко вiдмiнними величинами електровiд’ємностей.
1. Нiколюк П.К. Явище дегiбридизацiї електронних станiв в сполуках SmAl2Si2 та EuAl2Si2 // Метал-
лофиз. новейш. технологии. – 2001. – 23, № 1. – С. 27–33.
2. Нiколюк П.К. Дегiбридизацiя в сполуках GdAl2Si2 та ErAl2Si2 // Там же. – 2001. – 23, № 8. –
С. 1111–1116.
3. Нiколюк П.К., Зузяк П.М., Мартинюк В.Д. та iн. Дегiбридизацiя в сполуках TbAl2Si2 та
YbAl2Si2 // Там же. – 2002. – 24, № 11. – С. 1477–1482.
4. Жураковский Е.А., Францевич И.Н. Рентгеновские спектры и электронная структура силицидов и
германидов. – Киев: Наук. думка, 1981. – С. 46–299.
5. Jarlborg T., Barbielliny B., Markiewicz R. S., Bansil A. Different doping from apical and planar oxygen
vacancies in Ba2CuO4−δ and La2 CuO4−δ: First principles band structure calculations // Phys. Rev. B. –
2012. – 86. – P. 235111.
6. Jacobs T., Catterve S.O., Motzkau H. et al. Electron-tunneling measurements of low-TC single-layer
Bi2+xSr2−yCuO6+δ: Evidence for a scaling disparity between superconducting and pseudogap states //
Ibid. – 2012. – 86. – P. 214506.
7. Plonka N., Kemper A.F., Graser S. et al. Tunneling spectroscopic for probing orbital anisotropy in iron
pnictides // Ibid. – 2013. – 88. – P. 174518.
8. Нiколюк П.К., Нiколайчук В.Я., Дзiсь В. Г. та iн. Явище дегiбридизацiї в купритах // Доп. НАН
України. – 2007. – № 5. – С. 104–109.
Надiйшло до редакцiї 10.12.2013Вiнницьке регiональне вiддiлення
Українського Союзу промисловцiв
i пiдприємцiв України
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №5 85
П.К. Николюк, А. В. Ющенко, В.А. Стасенко, В.Я. Николайчук
Дегибридизация в соединениях RAl2Si2
Теоретически рассмотрено явление дегибридизации для интерметаллических изоструктур-
них соединений ряда RAl2Si2 (R — Sm, Eu, Gd, Tb, Er, Yb). Показана физическая приро-
да возникновения δ-образного пика, величина которого пропорциональна количеству узлов
(N), образованных структурными элементами R−Si. По сравнению с единичной примесью
величина δ-образного пика возрастает в N раз. Это обусловлено тем, что орбитали R−Si
играют роль электронных дефектов, периодически расположенных в пределах всей кристал-
лической решетки. Проведенные экспериментальные и теоретические исследования пока-
зали высокую степень корреляции и самосогласованности, что позволяет рассматривать
атомные связи R−Si как своеобразные электронные дефекты, сильно возмущающие эле-
ктронную систему соединений ряда RAl2Si2. Такое возмущение проявляется в возникнове-
нии интенсивных резонансных пиков электронных состояний, формирующихся в валентной
зоне изучаемых интерметаллидов в результате действия дегибридизационного фактора.
P.K. Nikolyuk, A.V. Yushchenko, V.A. Stasenko, V. Ya. Nikolaichuk
Dehybridization in RAl2Si2 compounds
The theoretical consideration of the dehybridization phenomenon for intermetallic isostructural
compounds of the RAl2Si2 (R — Sm, Eu, Gd, Tb, Er, Yb) row has been performed. The physical
nature of the occasion of a δ-like hump, value of which is proportional to the number of lattice
sites N formed by R−Si structural elements, is clarified. In comparison with a single admixture,
the value of δ-like hump is more by N times. This is caused by that the orbitals R−Si play the
role of electronic defects, which are periodically located in the frame of the crystal. The performed
theoretical and experimental investigations show a great degree of correlation and self-consistency.
This gives possibility to view R−Si bonds as specific electronic defects, which strongly perturb the
electronic system of RAl2Si2 compounds. Such perturbation is displayed in arising the intense
resonance humps of electronic states, which are formed in the valence zone of the intermetallids
under study as a result of the dehybridization factor action.
86 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №5
|