Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Синтез кубической модификации оксида цинка и твердых растворов на её основе при высоких давлениях и температурах

Диссертация: Синтез кубической модификации оксида цинка и твердых растворов на её основе при высоких давлениях и температурах
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Несмотря на то, что первое сообщение о наблюдении фазового превращения оксида цинка в кубическую модификацию было сделано ещё почти 50 лет назад в работе, она до сих пор остается практически не изученной. Основная проблема, которую так и не удалось преодолеть исследователям на протяжении всех этих лет — это собственно стабилизация этой модификации ZnO при атмосферном давлении. Настоящая работа… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Введение
  • 2. Обзор литературы
    • 2. 1. Общие закономерности воздействия высоких давлений на структуру неорганических соединений
    • 2. 2. Общая характеристика вюрцитного оксида цинка
    • 2. 3. Фазовое превращение w-ZnO в rs-ZnO
    • 2. 4. Общая характеристика кубического оксида цинка
      • 2. 4. 1. Фазовая стабильность кубического оксида цинка
    • 2. 5. Краткая характеристика моноксидов МепО
    • 2. 6. Системы ZnO-MenO при атмосферном и высоком давлении
    • 2. 7. Краткая характеристика двойных оксидов состава LiMem
    • 2. 8. Особенности поведения нанокристаллических систем при высоких давлениях
    • 2. 9. Термодинамические модели описания
    • 2. 10. Краткие
  • выводы из обзора литературы
  • 3. Экспериментальная часть
    • 3. 1. Используемые вещества и материалы
    • 3. 2. Синтез исходных веществ
      • 3. 2. 1. Синтез монодисперсных порошков w-ZnO
      • 3. 2. 2. Синтез прекурсоров ЫМешОг
    • 3. 3. Синтез при высоком давлении
      • 3. 3. 1. Аппаратура высокого давления
      • 3. 3. 2. Калибровка по давлению и по температуре
      • 3. 3. 3. Схема синтеза твердых растворов
      • 3. 3. 4. Схема синтеза солевых нанокомпозитов
    • 3. 4. Методы анализа
      • 3. 4. 1. Методы структурного анализа
      • 3. 4. 2. Фазовый анализ
      • 3. 4. 3. Термоаналитические методы
      • 3. 4. 4. Электронная микроскопия и элементный анализ
      • 3. 4. 5. Спектроскопия Мёссбауэра при атмосферном давлении
      • 3. 4. 6. Транспортные измерения
      • 3. 4. 7. Магнитные измерения
      • 3. 4. 8. Люминесцентные свойства
  • Результаты и их обсуждение
    • 4. 1. Твердые растворы в системах гпО-МепО (Ме" = №, Со, Бе, Мп)
      • 4. 1. 1. Синтез кубических твердых растворов Ме1. х2пх
      • 4. 1. 2. Роль катиона Ме2+ при стабилизации гз-Ме1^пхО твердых растворов
      • 4. 1. 3. Повышение хтах гз-Ме1-.^пхО за счет использования солевой матрицы
      • 4. 1. 4. Термическая стабильность гз-Ме[.х2пхО при атмосферном давлении
      • 4. 1. 5. Дифракционные измерения для двойных систем ЕпО-МепО при ВД и ВТ
      • 4. 1. 6. Функциональные свойства твердых растворов гэ-Рвь^ПхС)
    • 4. 2. Твердые растворы 2п0−1лМеш02 (Ме111 = Ре, 1п, Л, Бс)
      • 4. 2. 1. Синтез кубических твердых растворов гэ-СЫМеОг) 1-х (2пО)х
      • 4. 2. 2. Термическая стабильность Г5-(1ЛМе02)1-х^п0)х при атмосферном давлении
      • 4. 2. 3. Возможности анионного замещения в ZnO с кубической структурой
    • 4. 3. Стабилизация ге^пО при атмосферном давлении
      • 4. 3. 1. Синтез гБ-гпО
      • 4. 3. 2. Люминесцентные свойства гб^пО
      • 4. 3. 3. Изучение обратного перехода из гэ^пО в v-ZnO при атмосферном давлении
      • 4. 3. 4. Кинетика превращения лу-2п0 в гз-2пО при высоких давлениях
    • 4. 4. Термодинамическое моделирование эволюции фазовой диаграммы системы ZnO- БеО при высоких давлениях и температурах
      • 4. 4. 1. Изобарические сечения Р-Т-х фазовой диаграммы 7пО-РеО
  • 5. Выводы

Синтез кубической модификации оксида цинка и твердых растворов на её основе при высоких давлениях и температурах (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Оксид цинка является перспективным материалом, обладающий технологически востребованными оптоэлектронными свойствами. В литературе прогнозируют широкое использование оксида цинка в полупроводниковых светоизлучающих устройствах (LED), солнечных батареях, сенсорах, УФ-детекторах. Представляет особый интерес для спинтроники возможное сочетание полупроводниковых и магнитных свойств при введении катионов переходных металлов в матрицу оксида цинка. При атмосферном давлении ZnO кристаллизуется в структуре вюрцита (w-ZnO). Также известна модификация высокого давления с. кубической структурой типа каменной соли (rs-ZnO)1. В последнее время появилось большое количество публикаций, где рассматриваются проблемы допирования оксида цинка катионами других металлов. Основные цели, которые преследуют при допировании, включают в себя контроль ширины запрещенной зоны, типа и концентрации носителей, управление люминесцентными, магнитными и транспортными свойствами. Однако вюрцитная модификация накладывает довольно жесткие ограничения на практическидостижимое количество вводимой примеси. Тетраэдрическое кислородное окружение в вюрцитной структуре не позволяет варьировать в широких пределах концентрацию допанта, а, следовательно, и эффективно управлять полупроводниковыми свойствами оксида цинка. В структуре типа каменной соли таких ограничений нет. В то же время нет и какой-либо систематической информации по твердым растворам на основе оксида цинка с кубической структурой, за исключением твердых растворов с оксидом магния [2- 3].

Одной из важнейших задач современной химии твердого тела является поиск методов синтеза и изучение свойств новых веществ и материалов. Синтез при высоком давлении позволяет получать новые соединения и новые структурные модификации, которые зачастую невозможно синтезировать каким-либо другим методом. Каждая новая фаза высокого давления, которая может быть стабилизирована при атмосферном давлении, по сути, является новым материалом с потенциально новыми и интересными свойствами. Наиболее ярким такого рода примером является промышленно освоенный синтез при высоких давлениях и высоких температурах (ВД и ВТ) алмаза и сверхтвердой кубической модификации нитрида бора [4].

1 Существование кубической сфаперитной модификации ZnO (тип цинковая обманка, Р43ш) находится под вопросом, и в настоящей работе она не рассматривалась, т.к. данная модификация является метастабильной во всем экспериментально доступном интервале температур и давлений [1].

Несмотря на то, что первое сообщение о наблюдении фазового превращения оксида цинка в кубическую модификацию было сделано ещё почти 50 лет назад в работе [5], она до сих пор остается практически не изученной. Основная проблема, которую так и не удалось преодолеть исследователям на протяжении всех этих лет — это собственно стабилизация этой модификации ZnO при атмосферном давлении. Настоящая работа направлена на разработку методов синтеза при высоком давлении оксида цинка в кристаллической модификации типа каменной соли, изучении её свойств и термической стабильности при атмосферном давлении, на определение фундаментальных термодинамических величин, характеризующих фазовые превращения, как при высоких давлениях, так и при атмосферном давлении. Цель настоящей работы заключалась в а) синтезе при высоких давлениях и температурах кубической модификации оксида цинка и твердых растворов на её основеб) определении условий фазовой стабильности синтезированных оксидов при атмосферном давлении.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

1. Синтез при высоких давлениях и температурах кубических твердых растворов:

ZnO с МеиО (где Me" = Ni2+, Со2+, Fe2+, Мп2+).

ZnO с LiMeni02 (где Меш = Sc3+, Ti3+, Fe3+, In3+) в широком диапазоне составов и определение температурных границ их фазовой стабильности при атмосферном давлении.

2. Синтез rs-ZnO при высоком давлении, используя нанокристаллическое состояние i исходной вюрцитной фазы.

3. Термодинамический анализ и описание поведения оксида цинка и двойных систем ZnO-MenO при высоких давлениях и температурах.

Таким образом, объектами исследования в настоящей работе являлись кубический оксид цинка и твердые растворы на его основе.

Научная новизна работы заключается в следующих положениях, выносимых на защиту:

1) Впервые синтезирован при высоких давлениях и температурах ряд кубических твердых растворов Mej. xZnxO и (LiMe02)?.x (ZnO)x в широком диапазоне составов и изучены температурные границы их фазовой стабильности при атмосферном давлении.

2) Впервые закалкой от высоких давлений синтезирована кубическая модификация оксида цинка, кинетически стабильная при нормальных условиях. Изучены ее люминесцентные свойства и температурные пределы стабильности при атмосферном давлении. Методами ДСК и высокотемпературной рентгеновской дифрактометрии изучен in situ обратный фазовый переход гз-2пО —> v-ZnO при атмосферном давлении и определена его энтальпия при 400 К.

3) Впервые на основании собственных экспериментальных и расчетных данных проведен термодинамический анализ и описаны равновесия в оксиде цинка при давлениях до ЮГПа и температурах до 2500 К. Построены изобарические сечения равновесной фазовой Р-Т-х диаграммы двойной системы ZnO-FeO в диапазоне давлений от 1 до 7 ГПа.

Практическая значимость.

Синтезированные в работе твердые растворы на основе оксида цинка с кубической структурой могут рассматриваться как полупроводниковые материалы для применения в оптоэлектронных устройствах и преобразователях. При этом практический интерес может представлять сочетание люминесцентных, транспортных и магнитных свойств этих твердых растворов.

Методическая новизна работы связана с разработкой синтетических методов, которые могут быть использованы для стабилизации фаз высокого давления других неорганических соединений. Обнаруженные структурные закономерности позволяют прогнозировать синтез новых оксидных полупроводниковых материалов. Наблюдаемые зависимости фазовых превращений при высоком давлении и температуре могут быть включены в курсы лекций и учебных пособий по неорганической химии и химии твердого тела.

Личный вклад автора. В основу диссертации положены результаты научных исследований, выполненных непосредственно соискателем в период 2007;2009 гг. Автор I лично проводил все эксперименты по синтезу при высоком давлении, а также лично обрабатывал и интерпретировал результаты всех структурных и физических измерений. Участие сотрудников Химического факультета МГУ и других организаций в проведении ряда измерений отражено в разделе «Методы исследования» автореферата и в тексте диссертации.

Публикации и апробация работы. Материалы диссертационной работы отражены в 8 публикациях, в том числе в 3 статьях (в российских и зарубежных рецензируемых научных журналах) и тезисах 5 докладов на международных и национальных научных конференциях. Результаты работы были доложены на 46-й и 47-й Европейских конференциях по высоким давлениям в 2008 г. (Валенсия, Испания) (ЕНР1Ю-46) и в 2009 г. (Париж, Франция) (ЕНР1Ю-47), на VI французском форуме высоких давлений (Бат-сюр-Мер, Франция) в 2008 г. и на XV и XVI международных конференциях молодых ученых «Ломоносов» (Москва, Россия) в 2008 и 2009 гг.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 122 страницах машинописного текста, иллюстрирована 62 рисунками и 17 таблицами. Список цитируемой литературы содержит 133 наименований. Работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, выводов, списка цитируемой литературы и приложения.

2. Обзор литературы.

5. Выводы.

7+, 2+.

1. Впервые синтезирован ряд кубических твердых растворов Ме 1-х2пхО (Ме = ИГ, Со, Ре2+, Мп2+) и (ЫМе02)]-х (гп0)х (Ме = П3+, Ре3+, 1п3+). Наиболее широкий диапазон составов (вплоть до х = 0.8) был получен для твердых растворов Ъх с оксидом никеля и ЫМеОг. Использование матрицы №С1 позволяет ещё более расширить концентрационный диапазон существования кубических твердых растворов ЪпО. При атмосферном давлении температура распада синтезированных твердых растворов изменяется в пределах от 400 до 1000 К и определяется природой катиона Ме2+ (Ме3+) и содержанием ZnO (х).

2. Методом закалки от высоких давлений и температур была впервые синтезирована кубическая модификация оксида цинка, кинетически стабильная при нормальных условиях. Установлено, что стабилизация этой фазы при атмосферном давлении обусловлена ее нанокристаллическим состоянием. Показано, что в диапазоне температур 353−423 К кубическая модификация переходит в вюрцитную, при этом значение энтальпии фазового превращения гх-ХпО —> v-ZnO составляет -10.2 ± 0.5 кДж/моль при 400 К.

3. На основании полученных экспериментальных данных был проведен термодинамический расчет фазовых равновесий в оксиде цинка и в двойной системе? еО-2пО при давлениях до 10 ГПа и температурах до 2500 К. Построены изобарические сечения равновесной фазовой Р-Т-х диаграммы системы РеО-7пО и изучена их эволюция при давлениях до 7 ГПа. Установлено, что с ростом давления фазовая диаграмма перитектического типа с ограниченной растворимостью в твердой фазе переходит в диаграмму с неограниченной растворимостью компонентов в твердом и жидком состоянии.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Ashrafi A., and Jagadish С., Review of zincblende ZnO: Stability of metastable ZnO phases. Journal of Applied Physics, 102 (2007) 71 101.
  2. Solozhenko V.L., Baranov A.N., and Turkevich V.Z., High-pressure formation of MgxZnj. xO solid solution with rock salt structure. Solid State Communications, 138 (2006) 534−537.
  3. Demazeau G., Un siecle de Hautes Pressions: Developpements technologiques et scientifiques. Comptes Rendus Chimie, 12 (2009) 933−942.
  4. Bates C.H., White W.B., and Roy R., New high pressure polymorph of zinc oxide. Science, 137 (1962) 993.
  5. Ma Y., Eremets M., Oganov A.R., Xie Y., Trojan I., Medvedev S., Lyakhov A.O., Valle A., and Prakapenka V., Transparent dense sodium. Nature, 458 (2009) 182−185.
  6. Oganov A. R, Chen J., Gatti C., Ma Y.M., Ma Y.Z., Glass C.W., Liu Z., Yu T., Kurakevych O.O. and Solozhenko YL. Ionic high-pressure form of elemental boron. Nature, 457 (2009) 863−867.
  7. Principi E., Minicucci M., Di Cicco A., Trapananti A., De Panfilis S., and Poloni R., Metastable phase diagram of Bi probed by single-energy x-ray absorption detection and angidar dispersive x-ray diffraction. Physical Review B, 74 (2006) 1−7.
  8. Imura K., Matsubayashi K., Suzuki H.S., Kabeya N., Deguchi K., and Sato N.K., Pressure-temperature phase diagram of golden SmS. Journal of the Physical Society of Japan, 78 (2009) 104 602.
  9. Nguyen J.H., and Holmes N.C. Melting of iron at the physical conditions of the Earth’s core. Nature, 427 (2004) 339−42.
  10. Speziale S., Milner A., Lee V.E., Clark S.M., Pasternak M.P., and Jeanloz R., Iron spin transition in Earth’s mantle. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 102 (2005) 17 918−22.
  11. Utsumi W., Saitoh H., Kaneko H., Tetsu W., Aoki K., and Shimomura O., Congruent melting of gallium nitride at 6 GPa and its application to single-crystla growth, Nature Materials, 2 (2003) 735−738.
  12. Sokol A.G., Palyanov Yu. N., and Surovtsev N.V., Incongruent melting of gallium nitride at 7.5 GPa. Diamond and Related Materials, 16 (2007) 431−434.
  13. Liu Z., Han X., Yu D., Sun Y., Xu В., Zhou X-F., He J., Wang H-T., and Tian Y., Formation, structure, and electric property of CaB4 single crystal synthesized under high pressure. Applied Physics Letters, 96 (2010) 31 903.
  14. Pfeiffer S., and Jansen M., High-pressure—high-temperature synthesis ofNaeMnO4. Zeitschrift furNaturforschung, 64b (2009) 487−490.
  15. Mujica A., Rubio A., Munoz A., and Needs R.J., High-pressure phases of group-IV, III-V, and II-VI compounds. Reviews of Modern Physics, 75 (2003) 863−912.
  16. B.C. Теоретическая кристаллохимия. Москва. Изд-во МГУ. 1987.
  17. Onodera A., High pressure transition in cadmium telluride. The Review of Physical Chemistry of Japan, 39 (1968) 78−92.
  18. Osugi J., Shimizu K., Nakamura T. and Onodera A., High pressure transition in cadmium sulfide. The Review of Physical Chemistry of Japan, 36 (1966) 59−73.
  19. C.M., Плавление при высоких давлениях, Успехи Физических Наук, 96 (1968) 468 496.
  20. Tonkov E.Yu. High Pressure Phase Transformations: A Handbook (Volumes 1, 2 & 3). Oxford: Taylor & Francis 1996−1997.
  21. Klingshirn C.F., ZnO: From basics towards applications. Physica Status Solidi B, 244 (2007) 3027−3073.
  22. Gheorgiu A., Fatu D., and Segal E., Nonisothermal kinetics of zinc oxide nonstoichiometrization. Journal of Thermal Analysis, 10 (1976) 21−25.
  23. Pearton S.J., Norton D.P., Ip K., Heo Y., and Steiner Т., Recent progress in processing and properties ofZnO. Progress in Materials Science, 50 (2005) 293−340.
  24. Klimm D., Ganschow S., Schulz D., and Fornari R., The growth ofZnO crystals from the melt. Journal of Crystal Growth, 310 (2008) 3009−3013.
  25. Ellmer K., Klein A. and Rech B. (ed.), Transparent conductive zinc oxide: basics and applications in thin film solar cells. Springer. Berlin. 2008. Springer series in Materials science V. 104.
  26. Norton D.P., Heo Y.W., Ivill M.P., Ip K" Pearton S.J., Chisholm M.F., and Steiner Т., ZnO: growth, doping and processing. MaterialsToday, 7 (2004) 34−40.
  27. Djurisic A.B., and Hang L.Y., Optical properties ofZnO nanostructures. Small, 2 (2006) 944 961.
  28. Pearton S.J., and Jagadish C. (ed.) Zinc oxid: bulk, thin films and nanostructures. Elsevier. 2006.
  29. Ozgur U., Alivov Y. I., Liu C., Teke A., Reshchikov M. A., Dogan S., Avrutin V., Cho S.-J., and Morkoc H., A comprehensive review ofZnO materials and devices. Journal of Applied Physics, 98(2005) 41 301.
  30. Ли JI.E., Демьянец Л. Н., Никитин С., и Лавриков А. С., Стимулированное излучение разупорядочепных сред на основе кристаллических порошков ZnO. Квантовая электроника. 36 (2006) 233−234.
  31. В.М., Рыжков М. В., и Брискина Ч.М., Спектры случайных лазеров на ZnO при наносекундной накачке. Квантовая электроника, 37 (2007) 837−843.
  32. Norton D.P., Pearton S.J., Hebard A.F., Theodoropoulou N., Boatner L.A., and Wilson R.G., Ferromagnetism in Mn-implatedZnO.Sn single crystal, Applied Physics Letters, 82 (2003) 239−241.
  33. Fukumura Т., Toyosaki H., and Yamada Y., Magnetic oxide semiconductors, Semiconductor Science and Technology. 20 (2005) S103-S111.
  34. Makino Т., Segawa Y., Kawasaki M., Ohtomo A., Shiroki R., Tamura K., Yasuda Т., KoinumaH., Band gap engineering based on MgxZn^xO and CdyZn?^yO ternary alloy fi Ims. Applied Physics Letters, 78 (2001) 1237−1239.
  35. Bates C.H., White W.B., and Roy R., The solubility of transition metal oxides in zinc oxide and the reflectance spectra of Mn2 > and Fe2+ in teti’ahedral fields. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 28 (1966) 397−405.
  36. White M. A., Ochsenbein S. T., and Gamelin D. R. Colloidal nanocrystals of wurtzite Zni. xCoxO (0
  37. Decremps F., Zhang J., and Liebermann R.C., New phase boundary and high-pressure thermoelasticity of ZnO. Europhysics Letters. 51 (2000) 268−274.
  38. Kusaba K., Syono Y., and Kikegawa T., Phase transiton of ZnO under high pressure and temperature. Proceeding of the Japan Academy B, 75 (1999) 1−6.
  39. Davies P.K., and Navrotsky A., Thermodynamics of solid solution formation in NiO-MgO and NiO-ZnO. Journal of Solid State Chemistry, 38 (1981) 264−276.
  40. Seko A., Oba F., Kuwabara A., and Tanaka I., Pressure-induced phase transition in ZnO and ZnO-MgO pseudobinary system: A first-principles lattice dynamics study. Physical Review B, 72 (2005) 24 107.
  41. Inoue K., Ph.D. Thesis, University of Tokyo, (1975) 89−110.
  42. Sowa H., and Ahsbahs II., High-pressure X-ray investigation of zincite ZnO single crystal using diamond anvils with an improved shape. Journal of Applied Crystallography, 39 (2006) 169−175.
  43. Decrcmps F., Zhang J., Li B., and Liebermann R.C., Pressure-induced softening of shear modes in ZnO. Physical Review B, 63 (2002) 22 4105(1−5).
  44. Segura A., Sans J. A., Manjon F. J., Munoz A., and Herrera-Cabrera M.J., Optical properties and electronic structure of rock-salt ZnO under pressure. Applied Physics Letters, 83 (2003) 278−280.
  45. Sans J.A., Segura A., Manjon F.J., Man B., Munoz A., and Herrera-Cabrera M.J. Optical properties of wurtzite and rock-salt ZnO under pressure. Microelectronics Journal, 36 (2005) 928 932.
  46. Jiang J.Z., Olsen J.S., Gerward L., Frost D., Rubie D., and Peyronneau J., Structural stability in nanocrystalline ZnO. Europhysics Letters, 50 (2000) 48−53.
  47. Yu C., Yu Q., Gao C" Yang H., Li B" Peng G" Han Y., Zhang D., Cui X., Liu C" Wang Y., Phase transformation and resistivity of dumbbell-like ZnO microcrystals under high pressure, Journal of Applied Physics, 103 (2008) 114 901.
  48. Decremps F., Datchi F., Saitta A.M., Polian A., Pascarelli S., Di Cicco A., Itie J.P., and Baudelet F., Local structure of condensed zinc oxide. Physical Review B, 68 (2003) 104 101.
  49. Decremps F., Pellicer-Porres J., Marco Saitta A., Chervin J.-C., and Polian A. High-pressure Raman spectroscopy study of wurtzite ZnO, Physical Review B, 65 (2002) 92 101.
  50. Manjon F.J., Syassen К., and Lauck R., Effect of pressure on phonon modes in wurtzite zinc oxide. High Pressure Research, 22 (2002) 299−304.
  51. Bayarjargal L., Winkler В., Haussuhl E., and Boehler R. Influence of deviatoric stress on the pressure-induced structural phase transition ofZnO studied by optical second harmonic generation measurements. Applied Physics Letters, 95 (2009) 61 907.
  52. Chen S.J., Liu Y.C., Shao C.L., Xu C.S., Liu Y.X., Liu C.Y., and Zhang B.P., Photoluminescence study ofZnO nanotubes under hydrostatic pressure. Applied Physics Letters, 88 (2006) 133 126.
  53. Martincz-Garcia D., Le Godec Y., Mezouar M., Syfosse G., Itie J.P., and Besson J.M. High pressure and high temperature x-ray diffraction studies on CdTe. Physica Status Solidi B, 211 (1999) 461−467.
  54. Pellicer-Porres J., Segura A., Munoz V., Zuniga J., Itie J.P., Polian A., and Munsh P., Cinnabar phase in ZnSe at high pressure. Physical Review B, 65 (2001) 12 109.
  55. Cai J. and Chen N., First-principles study of the wurtzite-to-rocksalt phase transition in zinc oxide. Journal of Physics: Condensed Matter, 19 (2007) 266 207.
  56. М.И., Гаджиалиев M.M., Мусаев A.M., Хохлачев П. П., Электрофизические свойства оксида цинка при всестороннем давлении до 25 ГПа. Известия РАН. Серия Физическая, 73 (2009) 1053−1055.
  57. Jiang J.Z., Gerward L., Frost D., Secco R., Peyronneau J., Olsen J. S., Grain-size effect on pressure-induced semiconductor-to-metal transition in ZnS. Journal of Applied Physics, 86 (1999) 6608−6610.
  58. Mori Y., Niiya N., Ukegawa K., Mizuno T.,. Takarabe K, and Ruoff A.L., High-pressure X-ray structural study ofBeO andZnO to 200 GPa. Physica Status Solidi B, 241 (2004) 3198−3202.
  59. Liu H., Tse J.S., and Mao H.-K., Stability of rocksa. lt phase of zinc oxide under strong compression: Synchrotron x-ray diffraction experiments and first-principles calculation studies. Journal of Applied Physics, 100 (2006) 93 509−5.
  60. Kumar R.S., Cornelius A.L., and Nicol A.F., Structure of nanocrystalline ZnO up to 85GPa, Current Applied Physics, 7 (2007) 135−138.
  61. Wijn H.P.J, (ed.), Magnetic Properties of Non-Metallic Inorganic Compounds Based on Transition Elements. Landolt-Bornstein (1992) III / 27G, Springer, Berlin.
  62. Zhang J., Effect of defects on the elastic properties of wustite. Physical Review Letters, 84 (2000) 507−510.
  63. Raghavan S., Hajra J.P., Iyengar G.N.K., and Abraham K.P., Terminal solid solubilities at 900−1000°C in the magnesium oxide-zinc oxide system measured using a magnesium fluoride solid-electrolyte galvanic cell. Thermochimica Acta, 189 (1991) 151−158.
  64. Sinn D.-S., Electrical properties of p-NiO/n-ZnO two-phase mixtures. Solid State Ionics, 83 (1996) 333−348.
  65. Degterov S.A., Pelton A.D., Jak E., and Hayes P.C., Experimental study of phase equilibria and thermodynamic optimization of the Fe-Zn-0 system. Metallurgical and Materials Transactions B, 32 (2001) 643−657.
  66. B.C. Теория изоморфной смесимости, Москва. Изд-во Наука.1977.
  67. Hewston Т., and Chamberland В. A survey of first-row ternary oxides ЫМО2 (M=Sc-Cu). Journal of Physics and Chemistry of Solids, 48 (1987) 97−108.
  68. Wu E.J., Tepesch P. D., and Ceder G., Size and charge effects on the structural stability of ЫМО2 (M = transition metal) compounds. Philosophical Magazine Part B, 77 (1998) 1039−1047.
  69. Mather G.C., Dussarrat C., Etourneau J., and West A.R., A review of cation-ordered rock salt superstructure oxides. Journal of Materials Chemistry, 10 (2000) 2219−2230.
  70. Shannon R.D., Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides. Acta Cryslallographica, A32 (1976) 751−767.
  71. Chen C.-C., Herhold A.B., Johnson C.S., and Alivisatos A.P., Size dependence of structural metastability in semiconductor nanocrystals. Science, 276 (1997) 398−401.
  72. Jacobs K., Zazizki D., Scher E.C., Herhold A.B., and Alivisatos A.P., Activation volumes for solidsolid transformations in nanocrystals. Science, 293 (2001) 1803−1806.
  73. Jacobs K., Wickham J.N. and Alivisatos A.P., Threshold size for ambient metastability of rock-salt nanocrystals. Journal of Physical Chemistry B, 106 (2002) 3759−3762.
  74. Tolbert S. H., and Alivisatos, A. P. The wurtzite to rock salt structural transformation in CdSe nanocrystals under high pressure. The Journal of Chemical Physics, 102 (1995) 4642−4656.
  75. Liu J.F., He Y., Chen W., Zhang G.Q., Zeng Y.W., Kikegawa Т., and Jiang J.Z., Bulk modulus and structural phase transitions of wurtzite CoO nanocrystals. Journal of Physical Chemistry C, 111 (2007) 2−5.
  76. Grzanka E., Gierlotka S., Stelmakh S., Palosz В., Strachowski Т., Swiderska-Srode A., Kalisz G., Lojkowski W., and Porsch F. Phase transition in nanocrystalline ZnO. Zeitschrift fur Kristallographie, 23 (2006) 337−342.
  77. Solozhenko V.L., Kurakevich O.O., Turkevich V.Z., and Turkevich D.V., Phase diagram of the B-B2O3 system at 5 GPa: Experimental and theoretical studies. The Journal of Physical Chemistry B, 112 (2008) 6683−6687.
  78. Turkevich V.Z., Kozyrev A.V., Thermodynamic calculation of the melting diagram of the Mg-MgO-B system at a pressure of 2 GPa, Journal of Superhard Materials, 31 (2009) 78−81.
  79. Wu H.Y., Cheng X.L., Ни C.H., and Zhou P., The structure and thermodynamic properties of zinc oxide with wurtzite and rocksalt structure under high pressure. Physica B, 405 (2010) 606−612.
  80. Sun X., Chen Q., Wang C., Li Y., and Wang L., Melting and isothermal bulk modulus of the rock-salt phase ofZnO with molecular dynamic simulation. Physica B, 355 (2005) 126−133.
  81. Kortounova E.V., Lyutin V.I., Dubovskaya V.D., and Chvanski P.P., The growth of zinc oxide crystals with impurities. High Pressure Research, 20 (2001) 175−183.
  82. Meulenkamp E.A., Synthesis and growth of ZnO nanoparticles. The Journal of Physical Chemistry B, 102 (1998) 5566−5572.
  83. Seeling E.W., A. Yamilov, Cao H., and Chang R.P.H., Self-assembled 3D photonic crystals from ZnO colloidal spheres. Materials Chemistry and Physics, 80 (2003) 257−263.
  84. Duan J., Huang X, and Wang E., PEG-assisted synthesis ofZnO nanotubes. Materials Letters, 60(2005) 1918−1921.
  85. Decreraps F., Pellicer-Porres J., Datchi F., Itie J.P., Polian A., Baudelet F., and Jiang J.Z. Trapping of cubic ZnO nanocrystallites at ambient conditions. Applied Physics Letters, 81 (2002) 4820−4822.
  86. Dutta S., Chattopadhyay S., Sutradhar M., Sarkar A., Chakrabarti M., Sanyal D., and Jana D. Defects and the optical absorption in nanocrystalline ZnO. Journal of Physics: Condensed Matter, 19(2007)236218.
  87. Tay Y.Y., Li S., Sun C.Q., and Chen P., Size dependence of Zn 2p 3/2 binding energy in nanocrystalline ZnO. Applied Physics Letters, 88 (2006) 173 118.
  88. Lang M., Zhang F., Zhang J., Wang J., Schuster B., Trautmann C., Neumann R., Becker U. and Ewing R.C., Nanoscale manipulation of the properties of solids at high pressure with relativistic heavy ions. Nature Materials, 8 (2009) 793−797.
  89. Zhang F.X., Wang J.W., Lian J., Lang M.K., Becker U., and Ewing R.C., Phase stability and pressure dependence of defect formation in GdfTiiOy and Gd2Zr20y pyrochlores. Physical Review Letters, 100 (2008) 45 503.
  90. Lao Y.W., Kuo S.T., and Tuan W.H., Influence of ball milling on the sintering behaviour of ZnO powder. Ceramics International, 35 (2008) 1317−1320.
  91. Vojisavljevic K., Scepanovic M., Sreckovic T., Crujic-Brojcin M., Brankovic Z., and Brankovic G., Structural characterization of mechanically milled ZnO: influence ofzirconia milling media. Journal of Physics: Condensed Matter, 20 (2008) 475 202.
  92. Zhang D.R., Liu H.L., Jin R.H., Zhang N.Z., Liu Y.X., and Kang Y.S., Synthesis and characterization of nanocrystalline ЫТЮ2 using one-step hydrothermal method. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 13 (2007) 92−96.
  93. Solozhenko V.L., and Peun Т., Compression and thermal expansion of hexagonal graphitelike boron nitride up to 7 GPa and 1800 K. Journal of Physics and Chemistry of Solids, 58 (1997) 1321−1323.
  94. Khvostantsev L.G., Slesarev V.N., and Brazhkin V.V., Toroid type high-pressure device: history and prospects. High Pressure Research, 24 (2004) 371−383.
  95. Solozhenko V.L., Will G., and Elf F., Isothermal compression of hexagonal graphite-like boron nitride up to 12 GPa. Solid State Communications, 96 (1995) 1−3.
  96. Syassen K., computer code DATLAB 1.34 (Max Plank Institute, Stuttgart, Germany, 2003).
  97. Gonzalez J., Marquina J., Rodriguez F., and Valiente, Nanocrystals of ZnO formed by hot isostaticpressure method. High Pressure Research, 29 (2009) 594−599.
  98. Baranov A.N., Sokolov P. S., Kurakevich O.O., Tafeenko V.A., Trots D., and1. Л I Л I *y I
  99. Solozhenko V.L., Synthesis of rock-salt MeO-ZnO solid solutions (Me = Ni, Co", Fe, Mn~) at high pressure and high temperature. High Pressure Research, 28 (2008) 515−519.
  100. C.C. Структурная химия, факты и зависимости. Москва. Диалог-МГУ. 2000.
  101. Urusov V.S., Interaction of cation on octahedral and tetrahedral sites in simples spinels — A reply. Physics and Chemistry of Minerals, 10 (1984) 194−195.
  102. С.И., Тафеенко B.A, Баранов A.H., Использование интегральных интенсивностей порошковых дифрактограмм твердых растворов Mgi-xZnxO для количественного определения их состава. Журнал Неорганической Химии, 53 (2008) 117−122.
  103. Г. М., Петраковский Г. А., Баюков О. А., Бовина А. Ф., Соколов В. В., Структура и мессбауэровские исследования твердых растворов моносульфидов марганца МхМп(M=Cr, Fe). Физика Твердого Тела, 52 (2010) 87−91.
  104. Ю.М., О матричной стабилизации неустойчивых состояний окисления d- и f-переходных металлов. Успехи Химии, 78 (2009) 3−23.
  105. Sokolov P. S., Baranov A.N., Lathe C., and Solozhenko V.L., High pressure synthesis of FeO-ZnO solid solutions with rock salt structure: in situ x-ray diffraction studies. High Pressure Research. 30 (2010) 39−43.
  106. Fukui H., Ohtaka O., Nagai Т., Katsura Т., Funakoshi K., and Utsumi W., Melting of portlandite up to 6 GPa. Physics and Chemistry of Minerals, 27 (2000) 367−370.
  107. Zhang, J., and Zhao, Y. Effects of defect and pressure on the thermal expansivity of FexO. Physics and Chemistry of Minerals, 32 (2005) 241−247.
  108. B.C. (ред.) Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание. Том 5. доступен http://www.chem.msu.su/ms/tsiv/welcome.html
  109. Suzuki I., Okajima S., and Seya K., Thermal expansion of single-crystal manganosite. Journal of Physics of the Earth, 27 (1979) 63−69.
  110. Woods K.N., and Fine M.E., MgO containing Fe2+: Magnetic properties and clustering. Journal of Applied Physics, 10 (1969) 3425−3433.
  111. Gartstein E., and Mason Т.О., Reanalysis of wustite electrical properties. Journal of the American Ceramic Society, 65 (1981) C24-C26.
  112. Bowen H.K., Adler D., and Auker B.H., Electrical and optical properties of FeO. Journal of Solid State Chemistry, 12 (1975) 355−359.
  113. Waychunas G.A., Dollase W.A., Ross C.R., Short-range order measurements in MgO-FeO and Mg0-LiFe02 solid solutions by DLS simidation-assisted EXAFS analisis. American Mineralogist, 79 (1994) 274−288.
  114. Hanck K.W., and Laitimen H.A., Structural and thermal stability studies of LiZniCr О4 and С02СЮ4. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 33 (1970) 63−73.
  115. А.И., Наноматериалы, наноструктуры и нанотехнологии. Москва. Физматлит. 2005.
  116. П.С., Баранов А. Н., Доброхотова Ж. В., Соложенко В. Л., Синтез и термическая стабильность кубического ZnO в солевых нанокомпозитах. Известия РАН: Серия Химическая, 59 (2010) 318−321.
  117. Navrotsky A., and Muan A., Activity-composition relations in the systems CoO-ZnO and NiO-ZnO at 1050 C. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 33 (1971) 35−47.
  118. Kachhawaha J.S., and Tare V.B., Electrochemical determination of free energy changes of allotropic transformation of ZnO. Solid State Ionics. 5 (1981) 575−578.
  119. Rao C.N.R., Yoganarasimhan S.R., and Lewis M.P., Exothermic reactions due to annealing of defects in oxide lattices: study of the decomposition of carbonates. Canadian Journal of Chemistry, 38 (1960) 2359−2362.
  120. Zhang P., Xu F., Navrotsky A., Lee J.S., Kim S., and Liu J., Surface enthalpies of nanophase ZnOwith different morphologies. Chemistry of Materials, 19 (2007) 5687−5693.
  121. Liu H., Ding Y., Somayazulu M., Qian J., Shu J., Hausermann D., and Mao H.-K., Rietveld refintment study of the pressure dependence of the internal structural parameter z in the wurtzite phase ZnO, Physical Review B, 71 (2005) 212 103−4.
  122. Iwanaga H., Kunishige A., and Takeuchi S., Anisotropic thermal expansion in wurtzite-type crystals. Journal Materials Science 35 (2000) 2451−2454.
  123. Shen G., Saxena S. K., and Lazor P., Melting of wustite and iron up to pressures of 600 kbar. Physics and Chemistry of Minerals, 20 (1993) 91−96.
  124. Bunting E.N., Phase equilibria in the system Si02-Zn0. Journal of the American Ceramic Society, 13 (1930) 5−10.7. Благодарности
  125. Автор выражает искреннюю благодарность своим научным руководителям Баранову Андрею Николаевичу и Соложенко Владимиру Леонидовичу. А также Муханову Владимиру Анатольевичу и Куракевичу Александру за ряд ценных идей и замечаний.
  126. Автор глубоко признателен Туркевичу Владимиру Зиновьевичу и Кристиану Латэ за обсуждение работы и вклад в получении ряда результатов в ней.
  127. Автор выражет особую благодарность Киселеву Юрию Михайловичу за внимательное рецензирование работы и чрезвычайно плодотворную дискуссию.
  128. Автор благодарит сотрудников Факультета наук о материалах и лаборатории неорганического материаловедения Химического факультета за внимание к работе и высказанные советы и замечания.
  129. Автор благодарен Кортуновой Евгении Васильевне за предоставленные образцы монокристаллов оксида цинка.
  130. Автор признателен коллективу сотрудников Лаборатории механических и термодинамических свойств материалов Национального центра научных исследований Франции.
  131. Работа проведена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (№ 09−03- 90 442-Укрфа и № 08−03−12 109-офи).
  132. Автор сердечно признателен правительству Французской Республики за финансовую поддержку работы (Bourse de co-tutelle № 1572−2007).
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?