Введение
ГЛАВА 1. Прецизионные структурные исследования монокристаллов и учет тепловых колебаний атомов 15
1.1. Некоторые определения 15
1.2. Интенсивности рассеяния рентгеновских лучей кристаллом с учетом тепловых колебаний атомов структуры 18
1.3. Температурный фактор в гармоническом приближении при анизотропных тепловых колебаний атомов в кристаллах 27
1.3.1. Температурный фактор в моделях Дебая и Эйнштейна 30
1.3.2. Матрица среднеквадратичных смещений, общий, изотропный и анизотропный температурные факторы 31
1.3.3. Температурный фактор и функция плотности вероятности нахождения атома в данной точке пространства 33
1.3.4. Эллипсоиды тепловых колебаний атомов 35
1.3.5. Симметрия атомных позиций и анизотропный температурный фактор 37
1.3.6. Межатомные расстояния в кристалле с учетом тепловых колебаний атомов 37
1.4. Ангармоническое приближение колебаний атомов и температурный фактор 38
1.4.1. Информативность учета ангармоничности колебаний атомов в структурных исследованиях 39
1.4.2. Ангармонические колебания атомов в приближении независимых осцилляторов 43
1.4.2.1. Формализм обобщенного структурного фактора 44
1.4.2.2. Квазигармоническое приближение 46
1.4.2.3. Методы учета ангармонизма тепловых колебаний атомов в кристалле... 47
1.4.2.3.1. Формализм, основанный на одночастичном потенциале 47
1.4.2.3.2. Формализм Грама-Шарлье 53
1.4.2.3.3. Разложение по кумулянтам 56
1.5. Структурные модели с существенным ангармонизмом тепловых колебаний атомов и с расщеплением атомных позиций 58
1.6. Основные характеристики мультипольной модели 61
1.7. Тепловые колебания атомов и точечные дефекты: коррелированность вкладов в структурные амплитуды 66
ГЛАВА 2. Исследуемые в данной работе кристаллические материалы, дифракционные эксперименты и методы их обработки 72
2.1. Монокристаллы исследуемых материалов 72
2.2. Характеристики дифракционных экспериментов 73
2.3. Предварительная обработка дифракционных данных 77
2.4. Используемые процедуры уточнения атомных моделей строения кристаллов 80
2.5. Статистическая достоверность результатов уточнений структурных моделей по дифракционным данным 83
ГЛАВА 3. Прецизионные структурные исследования монокристаллов сфалеритового типа 89
3.1. Кристаллы со структурой типа сфалерита 89
3.2. Ангармонические тепловые колебания атомов в кристаллах: GaP, ZnS, ZnSe, ZnTe, -высокотемпературные рентгеноструктурные исследования 92
3.3. Нейтронографические структурные исследования и уточнение тепловых колебаний атомов в кристаллах со структурой типа сфалерита 122
3.4. Параметры колебаний атомов, получаемые в структурных исследованиях, и особенности тепловых свойств монокристаллов 129
3.4.1. Среднеквадратичные динамические смещения атомов и температуры Дебая в соединениях GaP, ZnS, ZnSe, ZnTe 130
3.4.2. Расчет некоторых ангармонических эффектов в кристаллах GaP, ZnS, ZnSe, ZnTe 133
3.5. Структурные модели монокристаллов сфалеритового типа с ангармо-низмом тепловых колебаний атомов и с расщеплением атомных позиций 139
3.5.1. Результаты уточнений структурных моделей ZnTe и ZnSe 142
3.5.2. Результаты уточнения структурной модели CdTe 150
ГЛАВА 4. Интенсивности брегговских отражений с учетом совместного влияния ангармоничности тепловых колебаний атомов и ряда других факторов 165
4.1. Ангармоншм тепловых колебаний и асферичность электронной плотности атомов в кристалле 165
4.1.1. Высокотемпературные рентгеноструктурные исследования ZnS 166
4.1.2. Мультипольные и ангармонические модели атомной структуры монокристаллов А12ВеО4:Сг3+(0; 0.3; 1.0 ат% Сг3+) 171
4.2. Тепловое диффузное рассеяние и энгармонизм тепловых колебаний атомов 183
4.2.1. Учет теплового диффузного рассеяния в прецизионных структурных исследованиях 185
4.2.2. Оценка вклада ангармонизма колебаний атомов в тепловое диффузное рассеяние 188
4.2.3. Расчет поправок на тепловое диффузное рассеяние для халькогенидов цинка и теллурида кадмия 189
4.3. Оценка вкладов точечных дефектов 196
ГЛАВА 5. Структурная обусловленность физических свойств монокристаллов NiSi и у-Ыз,з iGe0 з t Р0.69О4 202
5.1. Атомная структура и гигантская анизотропия теплового расширения монокристаллов Ni Si 202
5.1.1. Результаты уточнения атомной структуры монокристаллов NiSi и их обсуждение 204
5.1.2. Кристаллохимия соединения NiSi... 216
5.1.3. Структурные причины гигантской анизотропии теплового расширения кристаллов NiSi и отрицательный коэффициент расширения вдоль оси Ъ 238
5.2. Атомная структура и механизм ионной проводимости монокристаллов Y-Li3 31Geo.31Po.e9O4 225
5.2.1. Уточнение атомной структуры кристаллов y-Li3jiGe0 31Р0.69О4 227
5.2.2. Структурный механизм супер ионной проводимости кристаллов y-Li3.31Geo.31Po.6jO4 230
ГЛАВА 6. Атомные структуры и анализ тепловых колебаний атомов в монокристаллах Cdt.xZnxTe, CuInSe2 и (А1].хСгх)2Ве04 240
6.1. Атомное строение монокристаллов твердых растворов Cdi.xZnxTe (х=0.04,0.10, 0.21, 0.30, 0.40) 240
6.1.1. Первые координационные сферы атомов в структурах Cdi xZnxTe 241
6.1.2. Результаты уточнения двух возможных атомных моделей 246
6.1.3. Анализ поведения слабых дифракционных отражений с индексами h+k+l=4n+2 254
6.1.4. Возможные упорядочения в твердых растворах Cdi.xZnxTe 262
6.2. Кристаллохимические особенности атомной структуры монокристаллов CuInSei 267
6.3. Уточнение атомных структур монокристаллов исходных АІ2ВЄО4 и допированных трехвалентным хромом на 0,3 и 1,0 ат.% 272
Заключение 286
Литература 293
