100 likes | 299 Views
I -во координационно съвещание “Европейски измерения на ННП”. Наноструктурни ферити, дизайн и структурен анализ на наноразмерни области. Дизайн и структурен анализ на наноразмерни области във функционални материали. (Договор No НТ 1-02).
E N D
I-во координационно съвещание “Европейски измерения на ННП” Наноструктурни ферити, дизайн и структурен анализ на наноразмерни области Дизайн и структурен анализ на наноразмерни области във функционални материали (Договор No НТ 1-02) Б. Михайловаa, М. Господиновb, Л.Константиновa, О. Петровa, Вл. Костов-Китинa, Юр. Кълвачевa, М. Тарасовa, В. Мариноваc, Ст. Фердовa, Д. Дошковаd, М. Велеваb, aЦентрална лаборатория по минералогия и кристалография- БАН bИнститут по физика на твърдото тяло- БАН cЦентрална лаборатория по оптичен запис и обработка на информация - БАН dЮгозападен университет Благоевград
Цели: • параметри на синтез • нано-размерна структура • оптимизирани макросвойства • Нови мултифункционални материали Два основни типа материали с важно технологично значение Релаксорни фероелектрици Микропорести титано- и цирконосиликати • Огромна диелектрична проницаемост • пироелектрични детектори • керамични кондензатори • изолационен слой в микроелектрониката • динамична RAM • Периодична пореста структура, 0.5-2.0 nm • сорбционност, йонен обмен и сепарация • каталитична активност и селективност • оптоелектроника и нелинейна оптика • батерии и магнитни материали
Интеграционният подход : основен в съвременната наука за материалите Нашият колектив: Физици Химици Кристалографи • Синтез на серии от материали • Структурен анализ на нано-скопично ниво: Комбинирано прилагане на • дифракционни и спектроскопски методи • • Аномалии в атомните трептения • • Атомни подредби в • пространствени области l < 10 nm,с време на живот t ~ ms) (ТЕМ, ЯМР, ИЧ със синхотронно лъчене и др.: в сътрудничество с научно-изследователски групи от Германия, Австрия, Белгия, Чехия)
Монокристалиот типа (Pb,А”)Sc0.5(Nb,Ta)0.5O3 Кристален разтеж във високо-темп. pазтвори Тini ~ 1300 °C, vcool ~ 0.5 °/h single 2 mm Композиционен безпорядък сложна нанодоменна структура double PSN PST Calculated Raman scattering profile local double-well potential shorter correl. length random up & down preferred up or down longer correl. length Релаксорни фероелектрици: моделиране на фононните аномалии
PbSc0.5Ta0.5O3, Nb-doped PbSc0.5Ta0.5O3, PbSc0.5Nb0.5O3 F2u, anomalous splitting at RT due to co-existence of spatial regions with random and preferred Pb shifts 4.104 F2g (Pb-localised) T = 10 K 3.104 Dielectric constant 2.104 1.104 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 Temperature / °C Релаксорни фероелектрици: ефект на дотиране в B-позицията
Zr-съдържащ кеянит JDF-L1 нано-размерен GTS-1 Crystallite size ~ 11 nm 10 mm 20 mm Микропорести титано- и цирконосиликати. Безтемплетен синтез Хидротермален синтез при температури между 90°Cи 200°C, в системи NaO2 – TiO2 – SiO2 – H2O и NaO2 – ZrO2 – SiO2 – H2O без добавка на оскъпяващи процеса органични темплети • Вариране на композиционния състав на изходните гелове • Различни наноразмерни прекурсорни клъстъри • Различни топологични структури на крайните продукти: • 3Dплътни - 2Dслоисти - 3D микропорести Нови методи за синтез на
JDF-L1 Наноразмерни структурни преобразувания вслоист JDF-L1 dense layered • Three-stage transformations: • decrease of the interlayer spacing • + local topological changes • collapse of the structure • defect-rich microcryst. SiO2 + • non-cryst. Na2O-TiO2-SiO2 + • nucleation of narsarsukite • devitrification narsarsukite
Novel Na-zirconosilicates Ba-Na-zirconosilicate, MCV-2 A: Na2Zr7Si2.5O20.3H2O B: Na4Zr2Si5O16.3H2O C: Na8Zr3Si6O22 C B A 10 mm Single crystal diffraction analysis B: microporous C: dense A: layered Small-size channels: along [100], d ~ 2.9 3.2 Å along [110], d ~ 4.4 5.4 Å Нови микропорести цирконосиликатни фази
Ново поколение материали за RAM: Релаксори в матрица с подредена пореста структура. 10 публикации в международни и 3 в български научни списания Настояща и бъдеща дейност: • Релаксорни фероелектрици: • PbSc0.5Ta0.5O3 синтезирани в H2и O2поток: • O-ваканции – поларни клъстъри • PbxА”1-xSc0.5Ta0.5O3и PbxА”1-xSc0.5Ta0.5O3: • дефекти в А-позициите – поларни клъстъри • in situизмервания при високи налягания и външно електрично поле: • фероеластични домени – поларни клъстъри • Микропорести титано и цирконосиликати: • прекурсорни нано-клъстъри в изходните гелове (Raman, ИЧ, ЯМР) • уточняване на структурата на нови кристални фази (Ритфелд, ТЕМ) • термично-индуцирани структурни модификации в цирконосиликати
Благодарности за финансовата подкрепа от НСНИ – МОН, Договор No НТ 1-02 Благодаря за вниманието!