Головна Головна -> Інше українською -> Хімія -> Квазіструктурний механізм та природа дефектів при утворенні фериту цинку

Квазіструктурний механізм та природа дефектів при утворенні фериту цинку

Назва:
Квазіструктурний механізм та природа дефектів при утворенні фериту цинку
Тип:
Інше
Мова:
Українська
Розмiр:
3,26 KB
Завантажень:
298
Оцінка:
 
поточна оцінка 5.0


Скачати цю роботу безкоштовно
Пролистати роботу: 1  2 
Квазіструктурний механізм та природа дефектів при утворенні ферита
цинку


Квазіструктурний механізм та природа дефектів при утворенні фериту цинку.
В роботі вперше на основі кристалоквазіхімічної моделі розглянуто механізм утворення фериту цинку ZnFe2O4 – однієї із складових частин феромагнітних напівпровідникових матеріалів. Встановлено, що процес здійснюється за рахунок утворення дефектних фаз, анігіляції антиструктури.
Ферит цинку є однією з найважливіших складових частин феромагнітних напівпровідникових матеріалів. Механізм його утворення майже не вивчений, тому метою даної роботи є простеження шляху утворення шпінелі нормальної структури, якою є цинковий ферит – з позиції кристалоквазіхімії. Дане дослідження має велике значення оскільки чистого іонного складу в цинковому фериті немає. І заряди, які записують цілими числами, в дійсності відсутні. Насправді цинк, залізо і кисень знаходяться в іонно-атомному стані і тоді нульові ефективні заряди () свідчать про це. Кристалоквазіхімічна формула цинкового фериту ZnA[Fe2]B(O4)O наближається до реального стану. Інше значення даної роботи полягає в тому, що є можливість вводити домішки у шпінель і створювати таким чином дефекти кристалічної решітки, що, в свою чергу, дозволяє підвищити магнітні властивості шпінелей з оберненою структурою за допомогою шпінелі з нормальною структурою, а також передбачити властивості даних шпінелей.
У відповідності з рівнянням реакції утворення шпінельного цинкового фериту
ZnO + Fe2O3 ZnFe2O4
на поверхні стикання фаз ZnO та Fe2O3 утворюється шпінельна фаза, тобто створюється послідовність шарів: ZnOZnFe2O4Fe2O3. Коли розглядати процеси на поверхні ZnO (матриця), тоді Fe2O3 можна вважати домішкою і в результаті утворюватиметься дефектна фаза оксиду цинку. Коли ж розглядати процеси на поверхні Fe2O3 (матриця), тоді ZnO - домішка, внаслідок чого утворюється дефектна фаза гематиту. Взаємодія дефектних фаз і призводить до утворення фериту цинку. Розглянемо детальніше вищезгадані процеси з позицій кристалоквазіхімії.
1. Реакції, які відбуваються на поверхні ZnO.
Оксид заліза формально записуємо у вигляді стехіометричної по металу і по кисню шпінелі. Розглянемо стехіометрію по кисню. Для цього необхідно, щоб кількість кисню в Fe2O3 відповідала кількості кисню в ZnO, а тому оксиду Fe2O3 необхідно взяти 1/3:
1/3 Fe2O3 Fe+32/31/3O-2O
де - кристалохімічна вакансія.
ля отримання кристалоквазіхімічної формули сполук необхідно провести накладання (суперпозицію, резонанс) кристалохімічної структури з антиструктурою. Антиструктура являє собою кристалічний вакуум, тобто вільні вакансії, які залишаться після того, як катіони і аніони покинуть свої позиції. Їх кількість еквівалентна кількості металу і аніону в матриці. Якщо катіон вважати за позитивно заряджену частинку, то вакансії треба важати античастинкою, і якщо катіон має заряд “+”, то вакансія завжди має “-”. Аналогічно і у випадку аніонної вакансії. Антиструктура ZnO запишеться так:
V?Zn + VO (V)Zn(V)O,
де V?Zn – катіонна вакансія, VO – аніонна вакансія, (V)Zn(V)O - антиструктура матриці (індекси внизу означають позиції, в яких розташовані дані атоми).
Метод кристалоквазіхімії [1] полягає в тому, щоб провести накладання антиструктури матриці із структурою домішки. Сполучимо антиструктуру матриці із стехіометричним по кисню оксидом Fe(III), тобто проводимо резонанс:
Fe+32/31/3O-2O + V?ZnVO(Fe2/3 V?1/3)ZnOO
Отримуємо кластер з типом дефектів - катіонні вакансії. Для отримання оксиду з аналогічним типом дефектів візьмемо б молей кластеру і (1-б) молей матриці (кластер в сумі з матрицею повинен складати 1 моль):
(1-)ZnZnOO + (Fe2/3V1/3)ZnOO (Zn1-Fe2/3V1/3)ZnOO (I)
В результаті отримуємо дефектний оксид цинку з катіонними вакансіями та електронними дефектами.
Для стехіометрії по металу необхідно, щоб кількість металу в домішці відповідала кількості металу в матриці, в даному випадку - ZnО. Тому Fe2O3 потрібно взяти 1/2:
де -– вкорінений кисень, тобто в даному випадку присутній дефект – вкорінений кисень.

Завантажити цю роботу безкоштовно
Пролистати роботу: 1  2 



Інше на тему: Квазіструктурний механізм та природа дефектів при утворенні фериту цинку

BR.com.ua © 1999-2017 | Реклама на сайті | Умови використання | Зворотній зв'язок