МАГНЕТИЗМ БЕРИЛЛИЕВОЙ КЕРАМИКИ СО СТРУКТУРОЙ ПЕРОВСКИТА BeTiO3: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.01.013

Александр Викторович  Павлов; Людмила Иосифовна  Квеглис; Алексей Викторович  Джес; Дмитрий Николаевич  Сапрыкин; Ринат Талгатович  Насибуллин; Дмитрий Анатольевич Великанов; Иван Васильевич  Немцев; Павел Олегович  Шалаев

Авторы

Александр Викторович Павлов Сибирский федеральный университет, пр. Свободный, 79, 660041, Красноярск, Россия; Восточно-Казахстанский университет им. С. Аманжолова, ул. 30-ой Гвардейской дивизии, 34, 070002, Усть-Каменогорск, Республика Казахстан https://orcid.org/0000-0002-3514-9476
Людмила Иосифовна Квеглис Сибирский федеральный университет, пр. Свободный, 79, 660041, Красноярск, Россия; Восточно-Казахстанский университет им. С. Аманжолова, ул. 30-ой Гвардейской дивизии, 34, 070002, Усть-Каменогорск, Республика Казахстан https://orcid.org/0000-0002-6850-354X
Алексей Викторович Джес Восточно-Казахстанский технический университет им. Д. Серикбаева, ул. Протозанова, 69, 070004, Усть-Каменогорск, Республика Казахстан https://orcid.org/0000-0002-8172-8073
Дмитрий Николаевич Сапрыкин Восточно-Казахстанский университет им. С. Аманжолова, ул. 30-ой Гвардейской дивизии, 34, 070002, Усть-Каменогорск, Республика Казахстан https://orcid.org/0000-0002-3796-057X
Ринат Талгатович Насибуллин Национальный исследовательский Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, 634050, Томск, Россия https://orcid.org/0000-0002-2218-1944
Дмитрий Анатольевич Великанов Сибирский федеральный университет, пр. Свободный, 79, 660041, Красноярск, Россия; Институт физики им. Л.В. Киренского, Академгородок, 50, стр. 38, 660036, Красноярск, Россия https://orcid.org/0000-0003-2662-0470
Иван Васильевич Немцев Сибирский федеральный университет, пр. Свободный, 79, 660041, Красноярск, Россия; Институт физики им. Л.В. Киренского, Академгородок, 50, стр. 38, 660036, Красноярск, Россия https://orcid.org/0000-0002-4222-3099
Павел Олегович Шалаев Сибирский федеральный университет, пр. Свободный, 79, 660041, Красноярск, Россия https://orcid.org/0000-0003-0552-9715

Ключевые слова:

бериллиевая керамика, магнитный гистерезис, электронная структура, икосаэдрические кластеры

Аннотация

Известно, что введение в ВеО-керамику добавки TiO₂ после термообработки в восстановительной атмосфере сопровождается значительным увеличением электропроводности и способностью поглощать электромагнитное излучение в широком диапазоне частот. До сих пор механизм этого влияния до конца не установлен. С использованием методов Лоренцевой электронной микроскопии в сканирующем электронном микроскопе, а также вибрационного магнитометра, установлено проявление ферромагнетизма. Такая особенность бериллиевой керамики способствует поглощению электромагнитной энергии в объемных образцах, содержащих наночастицы TiO₂. Установлено, что присутствие наночастиц способствует формированию структуры перовскита в зонах спекания BeO + TiO₂. В структуре перовскита возможна поляризация молекул за счет формирования поляронов, что приводят к деформации решетки и смещению атомов. В результате такого смещения происходит изменение ближнего порядка в структуре перовскита и к образованию икосаэдрической фазы из исходной фазы со структурой кубоктаэдра. Малый размер атома бериллия позволяет организоваться тетраэдрической плотной упаковке в форме икосаэдра из атомов кислорода вокруг центрального атома бериллия. В результате повышается атомная плотность и плотность электронных состояний на уровне Ферми. Предлагаются модели для объяснения причины появления ферромагнетизма и электропроводности, которые обнаружены в бериллиевой керамике. С помощью метода спин-поляризованных электронов проведены расчеты электронной структуры нанокластеров с различным ближним порядком.