Оксидные материалы с перовскитной структурой (Bi соединения, манганиты)

Висмутовые ферраты с общей формулой Bi 2+x Sr 2-x M z Fe 2 O 9+y (где M=Ca,Sr,)

Несмотря на обилие публикаций по апериодическим структурам, до сих пор отсутствуют общие подходы в понимании явления структурной модуляции в слоистых системах. Нет достаточного экспериментального материала для понимания природы и механизма формирования модулированной структуры. Решение этой проблемы для широкого гомологического ряда Bi-содержащих сложных оксидов весьма существенно для понимания физической природы и механизмов формирования апериодических кристаллов на базе развитой системы волн модуляции.

Проведено комплексное экспериментальное изучение тонких особенностей модулированной структуры и причин ее возникновения в монокристаллах Bi ферратов с общей формулой Bi 2+x Sr 2-x M z Fe 2 O 9+y (где M=Ca,Sr,) и манганит лантана LaMnO 3+ d методами рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии, ЯГР спектроскопии. Исследованы локальная конфигурация атомов и изменение характера модуляции при катионных замещениях, изменениях в анионной подрешетке, введении и удалении целых катионных слоев, структурные особенности при исчезновении модуляции, поведение структурной модуляции в Bi-ферратах при отклонении от стехиометрии. Полученные систематические экспериментальные данные позволили выдвинуть новое объяснение причин и механизма структурной модуляции в Bi соединениях, поскольку как наши экспериментальные данные по висмутовым ферратам так и многие литературные данные по висмутовым купратам не укладываются в рамки существующих в литературе моделей структурной модуляции.

Работа проводилась при поддержке:

1. РФФИ – 93-02-02213 ( 1993-1995 )

Эволюция структуры и свойств аморфных металлических сплавов

2. РФФИ - 96-02-17886 ( 1996-1997 )

Исследование доменоподобного характера модуляционной структуры в висмутовых ферратах монокристальными методами рентгеноструктурного анализа и мессбауэровской спектроскопии

3. РФФИ – 96-02-18159 ( 1996-1998 )

Эволюция структурного состояния, зарождение и рост кристаллов в аморфных металлических сплавах

4. РФФИ - 98-02-16641 ( 1998-1999 )

Особенности модулированной структуры монокристаллов Bi -ферратов

5. РФФИ - 00-02-17307 ( 2000-2002 )

Структурные модуляции в гомологическом ряду Bi ферратов

6. РФФИ - 03-02-17232 ( 2003-2005 )

Структурные фазовые превращения в нелегированном манганите лантана LaMnO 3+ d и их корреляция с магнитными переходами

7. Научный Совет «СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ», Проект ВОЛНА-4 (РЕЛОК N .93122, N.96013), 1997-1999, 2000-2001

Исследование тонких структурных эффектов, связанных с введением допирующих примесей, и их влияние на свойства сверхпроводников семейства Bi -2212

8. Научный Совет «СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ», Проект ВОЛНА4-Ш, 2002-2003

Исследование тонких структурных эффектов в сверхпроводниках семейства Bi-2212 и изоструктурных Bi -ферратах при катионных замещениях, в сверхпроводниках 123 и в системе LaMnO 3 при введении примеси Sr

9. Программа РАН – П-28 «Свойства конденсированных сред» ( 2005-по наст. Время)

Влияние условий термической обработки на особенности структурных преобразований в семействе сложных оксидов на базе лантана и марганца

Публикации:

1. V. Sedykh, I.S. Smirnova, E.V. Suvorov, A.V. Dubovitskii, V.I. Kulakov «The Effect of Vacuum Annealing on Structure Modulation in the Bi 2 Sr 3 Fe 2 O x Compound» Physica C 336 (2000) 239-243.

2. V. Sedykh, I.S. Smirnova, B. Bagautdinov, K. Hagiya, M. Ohmasa, E.V. Suvorov, A.V. Dubovitskii, V.Sh. Shekhtman «The structure modulation in the Bi 2 Sr 4 Fe 2 O 10 compound»

Physica C 355/1-2 (2001) 87-96.

3. V. Sedykh, I.S. Smirnova, B. Bagautdinov, K. Hagiya, M. Ohmasa, E.V. Suvorov, A.V. Dubovitskii, V.Sh. Shekhtman «Relationship between the structure modulation and cation non-stoichiometry in the Bi-232 ferrate» Physica C 377(4) 553-560 (2002).

4. В.Д. Седых, И.С. Смирнова, Б.Ш. Багаутдинов, В.Ш. Шехтман, А.В. Дубовицкий, В.И. Кулаков «Мессбауэровская спектроскопия структурных модификаций соединения LaMnO 3+ d » Поверхность (2002) №12, сс. 9-15.

5. V. Sedykh, V.Sh. Shekhtman, I.S. Smirnova, B.Sh. Bagautdinov, E.V. Suvorov, A.V. Dubovitskii «About specific features of the structure modulation in the Bi-ferrate compounds isostructural with Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 » Physica C 390 (2003) 311-320.

6. В.Ш. Шехтман, И.С. Смирнова, В.Д. Седых, И.М. Шмытько, Н.С. Афоникова, А.В. Дубовицкий «О структурной иерархии и превращениях в кристаллах семейства перовскита» Кристаллография (2004) т.49, №1, сс. 45-50.

7. V.Sh. Shekhtman, N.S. Afonikova, I.M. Shmyt'ko, V. Sedykh, A.V. Dubovitskii,

V.I. Kulakov X-ray diffraction analysis of low-temperature phase transition in LaMnO 3+ d

В . Ш . Шехтман , Н . С . Афоникова , И . М . Шмытько , В . Д . Седых , А . В . Дубовицкий , В . И . Кулаков « Рентгендифракционный анализ низкотемпературного фазового перехода в LaMnO 3+ d » Physica B ( отправлена в печать ).

8. В.Ш.Шехтман, Н.С.Афоникова, В.Д.Седых, А.В.Дубовицкий, В.И.Кулаков «Обратимый низкотемпературный переход в соединении LaMnO 3+ d » Кристаллография (отправлена в печать)

Исследование структуры материалов ВТСП

Изучение структуры монокристаллов материалов ВТСП в зависимости от метода получения

Монокристаллы материалов с перовскитной структурой получаются разными методами. Важно знать сравнительные структурные характеристики монокристаллов, полученных разными методами, каким методом структура монокристаллов получается наиболее совершенной. Наибольшие перспективы практического применения (в частности, в качестве высокочастотных фильтров и некоторых других) имеют пленки ВТСП. В настоящее время большинство полученных данных относится к пленкам либо поликристаллическим, либо эпитаксиальным, выращенным на подложках, имеющих ориентацию, характеризующуюся рациональными кристаллографическими индексами. Существенный интерес представляет структура пленок, выращенных на подложках, имеющих более сложную ориентацию. Рентгентопографическими методами, в частности, методом топографии углового сканирования исследованы монокристаллы ВТСП ( Nd 2 xCexCuO 4, La 2- xSrxCuO 4, La 0.7 Sr 0.3 MnO 3, Bi -2212) при различных методах выращивания (кристаллизация из расплава, зонная плавка, и др.)..(И.К.Бдикин)

Работа выполнена при поддержке

ИНТАС №01-0249. Metal-oxide thin film heterosrtuctures on tilted-axes substrates, руководитель Бдикин И . К

МНТЦ - №1859 Magnetic Sensors Based on CMR Effect ,

руководитель Муковский Я.М. (МиСиС)

МНТЦ - № 2369 Electromagnetic Fields Detection using Josephson Junctions , руководитель Овсянников Г.А. (ИРЭ)

Публикации: .

•  I.K.Bdikin, A.D.Mashtakov, P.B.Mozhaev, G.A.Ovsyannikov, Orientation relations and twinning in heterostructures YBa2Cu3Ox//NdGaO3 and YBa2Cu3Ox// CeO2// Al2O3, Physica C, 2000, 334(3-4), 168-174.

•  I.Bdikin, A.Maljuk, S.Watauchi, I.Tanaka, G.Emel'chenko, X-ray topography investigation of La2-xSrxCuO4 single crystals, Physica C, 2000, 366 (3-4), p.244-248.

•  A. Khapikov, L.Uspenskaya, I.Bdikin, Ya.Mukovskii, S.Karabashev, D.Shulyaev, A.Arsenov, Magnatic domains and twin structure of the La0.7Sr0.3MnO3 single crystal, Applied Physics Letters, 2000, v.77, N.15, pp.2376-2378

•  M.E.Leonova, I.K.Bdikin, O.K.Gulish, L.G.Sevast'yanova, K.N.Semenenko, The strong compressed condition of substance in system M – Bi, Bulletin of Moscow University, Series 2, Chemistry, 2000. v. 4. № 5, pp.334-337

•  I . K . Bdikin , I . M . Kotelyanskii , E . K . Raksha , A . D . Mashtakov , P . B . Mozhaev , P . V . Komissinskii , G . A . Ovsyannikov , YBa 2 Cu 3 Ox / CeO 2/ NdGaO 3 epitaxial heterostructures at different substrate orientations , IOP Conf . Ser ., No 167, pt . II , pp . 121-124 (2000

•  I.K.Bdikin, Characterization of single crystals by X-ray angular scanning topography, Proceedings Int. Workshop Prep. & Charact. Tech. Imp. Single Crystals, National Physical Laboratory, New Delhi, Feb.26-28, 2001, S.K.Gupta (Eds.), pp.239-246

•  I.K.Bdikin, A.D.Mashtakov , E.I.Raksha, I.M.Kotelyanskii, P.B.Mozhaev, G.A.Ovsyannikov, Growth and domain structure of YBa 2 Cu 3 O x thin films on substrates with tilted axes, Physics of the Solid State, 2001, v.43, N9, pp.1548-1557

•  A.Vasiliev, V. Marchenko, I. Bdikin, Ya. Mukovskii, A. Shmatok, Growth of doped lanthanum manganite thin films on CeO2 buffer layer and their properties, Journal of Alloys and Compounds, 2001, v.326, n.1-2, pp.303-308.

•  Y.Fujii, Y.Soejima, A.Okazaki, I.K.Bdikin, G.A.Emel'chenko, A.A.Zhokhov, The Characteristics of Orthorhombicity of YBa 2 Cu 3 O 7-x in Superconducting State , Physica C: Superconductivity and its Applications, 377, 1-2 (2002) pp.49-55.

•  I.K.Bdikin, P.B.Mozhaev, G.A.Ovsyannikov, P.V.Komissinskii, I.M.Kotelyanskii, Growth and domain structure of YBa 2 Cu 3 O x thin films and YBa 2 Cu 3 O x /CeO 2 heterostructures on tilted NdGaO3 substrates, Physica C: Superconductivity and its Applications , 377, 1-2 (2002) pp.26-35.

•  A.B.Kulakov, I.K.Bdikin, S.A.Zver'kov, G.A.Emelchenko, G.Yang, J.S.Abell, Phase separation in single crystals (Bi,Pb) 2.2 Sr 2 CaCu 2 O 8+x at an annealing . at high oxygen pressure, Physica C 2002, v.371, pp.45-51.

•  I.Bdikin, A.Maljuk, A.B.Kulakov, C.T.Lin, P.Kumar, B.Kumar, G.C.Trigunayat, G.A.Emel'chenko, The X-ray characterization of Bi2Sr2CaCu2O8+x single crystals grown by different methods, Physica C 383, 2003, 431-437.

•  I. K.Bdikin, V. V. Shvartsman, and A. L. Kholkin, Nanoscale domains and local piezoelectric hysteresis in Pb(Zn 1/3 Nb 2/3 )O 3 -4.5%PbTIO 3 single crystals, APL, 83 (20), 4232-4234, 2003

Copyright ©2005 LSR ISSP RAS

О лаборатории    Направления исследований    Сотрудники и контакты    Экспериментальные возможности    Публикации    Проекты и гранты