ЗАРЯДОВЫЕ СОСТОЯНИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЛЬЕФ ПОВЕРХНОСТИ В АЗИДАХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.02.001

Фёдор Иванович Иванов; Юрий Александрович  Захаров; Елена Васильевна  Исакова

Авторы

Фёдор Иванович Иванов Кузбасский гуманитарно-педагогический институт ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», ул. Циолковского, 23, 654041, Новокузнецк, Россия
Юрий Александрович Захаров Институт углехимии и химического материаловедения Федерального исследовательского центра угля и углехимии СО РАН, пр. Советский, 18, 650000, Кемерово, Россия https://orcid.org/0000-0002-8141-7873
Елена Васильевна Исакова Кузбасский гуманитарно-педагогический институт ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», ул. Циолковского, 23, 654041, Новокузнецк, Россия

Ключевые слова:

нитевидные кристаллы, азиды свинца и серебра, декорирование, зарядовые состояния, домены сильного поля, дислокации, полосы скольжения, сегнетоэлектричество

Аннотация

В работе с использованием методов избирательной кристаллизации (декорирования) и оптической микроспектрофотометрии, наблюдением эффекта Келдыша-Франца в нитевидных кристаллов азидов тяжелых металлов (b-PbN₆, AgN₃), исследована топография распределения зарядовых состояний, доменов сильного поля (ДСП), и обсуждены возможные механизмы их образования. Использование методик декорирования на разных уровнях разрешения, выявляемых с помощью оптической и электронной микроскопии, позволило наблюдать электрически активную информационную структуру в азидах свинца и серебра, в которой локализуются процессы, протекающие при энергетических воздействиях радиации, электрического поля и температуры. Картины декорирования в НК АТМ позволили впервые визуализировать сложные элементы электрического микро- и макрорельефа и установить связь электрического рельефа с полями упругих напряжений у дислокаций или в области полос скольжения и оценить напряженность электрических полей создаваемых в этих структурах. Обоснованно и доказано существование диффузионно-дрейфового механизма формирования ДСП связанного с разделением заряженных точечных дефектов (вакансий, междоузельных атомов) в полях упругих напряжений, создаваемых структурными дефектами (дислокациями, полосами скольжения или зародышами новой фазы). Исходя из диффузионно-дрейфового механизма формирования доменной электрической структуры в НК b-PbN₆ вокруг дислокаций и полос скольжения, произведена оценка концентрации ионов Pb⁺ или Pb²⁺ в области пространственного заряда краевой дислокации и величиныу напряженности электрического поля E»10⁶ В/м в ДСП. Оценена объемная концентрации заряженных частиц из теории Дебая-Хюккеля по формуле , в которой L_D – Дебаевская длина экранирования (определяемая экспериментально), дает величину приблизительно 10²² м^‑3, что соответствует поверхностной плотности заряда 10¹⁴ м^-2, наблюдаемой по картинам декорирования. Наличие ДСП подтверждает сегнетоэлектрическую природу азидов свинца и серебра.