Анотація до роботи:

Федорова О.В. Одновимірне розупорядкування шаруватих структур металоксидних сполук на основі вісмуту. Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла, Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, Київ; Державний Гуманітарний університет, Міністерство освіти і науки України, Ізмаїл; 2003 р. Захищаються 3 наукові роботи, в яких викладено результати досліджень впливу дефектів пакування у кристалах з псевдоперовскитною структурою систем Bi-Sr-Ca-Cu-O та Sr-Bi-Nb-O на розподіл інтенсивності рентгенівського випромінювання. За допомогою моделювання рентгенодифракційних картин від монокристалів встановлено кореляцію між дифракційними ефектами та параметрами ансамблю дефектів пакування. Показано, що характеристики рентгенодифракційної картини залежать не лише від типу дефектів пакування і їх концентрації, але й від характеру розподілу дефектів пакування (хаотичний чи упорядкований), а також від співвідношення між значенням параметру гратки с базової структури і розміром l_ДП дефекту пакування вздовж осі с. Встановлено наявність пар дифракційних піків, для яких відношення величин їх дифракційних векторів визначається параметрами ансамблю дефектів пакування і не залежить від значення с/l_ДП. На основі отриманих закономірностей розроблено метод аналізу дифракційних картин для визначення на кількісному рівні таких структурних характеристик одновимірно розупорядкованого кристалу, як тип ДП та їх концентрація, а також характер розподілу ДП у кристалі. Рентгенодифракційним методом встановлено характеристики одновимірного розупорядкування структури монокристалів системи Bi-Sr-Са-Cu-O, а також структури тонких епітаксіальних плівок системи Sr-Bi-Nb-O.

1. На основі проведеного компютерного моделювання розподілів інтенсивності рентгенівських променів, розсіяних кристалами сполук систем Bi-Sr-Ca-Cu-O і Sr-Bi-Nb-O, показано, що наявність в цих кристалах дефектів пакування (блоків атомних шарів з укладкою, котра відрізняється від укладки атомних шарів в базовій структурі) спричиняє зсув дифракційних піків 00L_i базової структури в напрямку до найближчого дифрак-ційного піка 00L_j, властивого структурі, фрагментом якої є дефект пакування. Величина зміщення D при цьому залежить не тільки від концентрації r дефектів пакування, але й від характеру їх розподілу у кристалі, а також від індексу L_i. В загальному випадку залежності D(r) є нелінійними і не можуть бути описані функцією одного типу.

2. Встановлено, що на рентгенодифракційних картинах від одновимірно розупорядкованих кристалів систем Bi-Sr-Ca-Cu-O і Sr-Bi-Nb-O існують максимуми інтенсивності, для яких відношення величин їх дифракційних векторів визначається ха-рактеристиками одновимірного розупорядкування (типом дефектів пакування, їх концен-трацією і характером розподілу у кристалі) і не залежать від співвідношення між значен-ням параметру с гратки базової структури і розміром дефекту пакування вздовж осі с.

3. Розроблено методику аналізу експериментальних рентгенодифракційних картин від одновимірно розупорядкованих кристалів систем Bi-Sr-Ca-Cu-O і Sr-Bi-Nb-O, яка дозволяє із закономірностей відносного розташування дифракційних піків та асиметрії їх профілів визначити характеристики ансамблю дефектів пакування (тип, концентрацію і характер розподілу у кристалі) без інформації про значення параметру с базової структури і розмір дефекту пакування вздовж осі с, які в загальному випадку невідомі.

4. Із застосуванням розробленої методики проведено рентгенодифракційні дослідження структури монокристалів, близьких за хімічним складом до фази Bi₄Sr₄СаCu₃O_y (4413). Показано, що структура цих кристалів розупорядкована дефектами пакування у вигляді фрагментів структури Bi₂Sr₂СаCu₂O_х (2212). Встановлено, що дефекти пакування виявляють тенденцію до упорядкування, спричиняючи таким чином формування прошарків наноструктурного масштабу з укладкою атомних шарів, властивих структурам 2212 і 6625, а концентрація дефектів пакування може складати величину від 10 % до 55 %.

5. Рентгенодифракційним методом визначено характеристики одновимірного розупорядкування тонких епітаксійних плівок, близких за хімічним складом до фази SrBi₂Nb₂O_x (m = 2). Показано, що в плівках нестехіометричного складу дефекти пакування у вигляді фрагментів структури Sr₂Bi₂Nb₃O_y (m = 3) розподілені неоднорідно, формуючи області з переважаючою структурою m = 2 і області з переважаючою структурою m = 3. В залежності від хімічного складу плівок концентрація дефектів пакування в областях із базовою структурою m = 2 змінюється від ~ 8 % до 30 %, а концентраціяя дефектів пакування в областях із базовою структурою m = 3 складає величину не менше 30 %.

Основні результати дисертації викладено у публікаціях:

1. Л. А. Олиховская, А. И. Устинов, О. В. Федорова. Определение характеристик ансамбля планарных дефектов в монокристаллах системы Bi-Sr-Ca-Cu-O по дифракционным данным. 1. Хаотичное распределение дефектов. Металлофиз. новейшие технол., 25, № 4: 453 (2003).

2. Л. А. Олиховская, А. И. Устинов, О. В. Федорова. Определение характеристик ансамбля планарных дефектов в монокристаллах системы Bi-Sr-Ca-Cu-O по дифракционным данным. 2. Упорядоченное распределение дефектов. Металлофиз. новейшие технол., 26, № 1: 89 (2004) .

3. Л. А. Олиховская, А. И. Устинов, О. В. Федорова, В. Ш. Шехтман, Б. Х. Нарымбетов. Определение характеристик ансамбля планарных дефектов в монокристаллах системы Bi-Sr-Ca-Cu-O по дифракционным данным. 3. Структура кристаллов Bi₄Sr₄CaCu₃O_z. Металлофиз. новейшие технол., 26, № 2: 241 (2004).

4. L.O.Olikhovska, A.I. Ustinov, O.V. Fedorova. Geterogeneous intergrowth arrangements in Bi-Sr-Ca-Cu-O crystals prepared in non-equilibrium conditions. Abstract of 2^nd International workshop “Diffusion and diffusional phase transformations in alloys” (Cherkasy, Ukraine, 24 June – 1 Jule, 2001); – P. 57.

5. L. Olikhovska, N. Budarina, A.Ustinov, B. Narymbetov, V. Shekhtman, O. Fedorova. Intergrowth distribution in superconducting Bi-Sr-Ca-Cu-O single crystals determined by X-ray diffractometry. Abstarct of the Size-Strain III Conference. – Trento (Italy). – 2001. – P. 74.

6. L. Olikhovska, A.Ustinov, O. Fedorova, J.-R. Duclиre, A. Perrin. The structure characterization of SBN crystals with intergrowths by diffraction methods. Abstract of 2^nd open Franco-Ukrainian workshop on Ferroelectricity. 16-18 October, 2002, Dinard (France), p. 76.