Середньоквадратичні динамічні зміщення атомів та їх комплексів від положення рівноваги в кристалах

Автори Д.І. Вадець1 , О.В. Гаращенко1 , В.І. Гаращенко1 , О.Я. Романів1 , Я.І. Федишин2 , С.Л. Форсюк1
Приналежність

1Національний університет водного господарства та природокористування, вул. Соборна, 11, 33000 Рівне, Україна

2Львівський національний університет ветеринарної медицини та біотехнологій імені С. Ґжицького, вул. Пекарська, 50, 790010 Львів, Україна

Е-mail v.i.harashchenko@nuwm.edu.ua
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 3
Дати Одержано 07 лютого 2020; у відредагованій формі 15 червня 2020; опубліковано online 25 червня 2020
Посилання Д.І. Вадець, О.В. Гаращенко, В.І. Гаращенко, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 3, 03018 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(3).03018
PACS Number(s) 61.66.Dk, 65.40.De
Ключові слова Ангармонізм коливань, Амплітуди коливань, Середньоквадратичні динамічні зміщення.
Анотація

Методом високотемпературного рентгенографування за допомогою камери КРОС з температурною насадкою проведено дослідження теплових характеристик групи іонних кристалів кубічної сингонії, гексаборидів типу CaB6 та додекаборидів металів типу UB12. На основі значень рентгенівської характеристичної температури розраховані повні середньоквадратичні динамічні зміщення гіпотетичних атомів або їх комплексів з середніми та зведеними масами. Пояснені температурне зростання амплітуд коливань та температурний спад рентгенівської характеристичної температури. Описані причини незначної розбіжності значень рентгенівської характеристичної температури з літературними даними. Встановлено, що зведені маси гіпотетичних атомів менші за їх середні маси. Стрімкість зростання середньоквадратичних динамічних зміщень з підвищенням температури для іонних кристалів показана графічно, а для гексаборидів і додекаборидів металів – аналітично, в діапазоні від кімнатної температури до 700-973 К. Зміна середньоквадратичних динамічних зміщень зі зміною мас спостерігається в іонних кристалах і не спостерігається в боридах металів. Це пояснюється структурою зміни міжатомних зв'язків. Для гексаборидів і додекаборидів наведені значення узагальнюючої міри ангармонізму теплових коливань. Показано, що у групі гексаборидів спостерігається закономірне зменшення параметра кристалічної гратки зі зростанням атомного номера металів, що пояснюється лантаноїдним стисканням. Це обумовлено напруженістю борного каркасу, що є наслідком збільшення атомного радіуса. Наведено пояснення, що збільшення ангармонічності теплових коливань атомів з підвищенням температури призводить до лінійного спаду ефективної рентгенівської характеристичної температури. Дослідженнями показано, що середньоквадратичні динамічні зміщення описуються слабким квадратичним поліномом з додатною стрімкістю, що корелює з температурною залежністю узагальнюючої міри ангармонізму коливного руху.

Перелік посилань