Внутренняя Структура Магнитных Пористых Стекол И Сегнетоэлектрических Нанокомпозитов На Их Основе

Abstract

Методом малоуглового рассеяния нейтронов исследована внутренняя структура пустых пористых микро-и макропористых магнитных стекол и нанокомпозитов на их основе, содержащих внедренные в поры NaNO 2 и KNO 3 . Получены оценки характерных размеров частиц магнетита в матрицах и размеров наночастиц внедренных сегнетоэлектрических материалов. Показано, что в микропористых стеклах при 0.35 nm −1 < Q < 1.7 nm −1 в рассеянии наблюдаются две характерные области: первая хорошо соот-ветствует закону Порода Q −4 (гладкой поверхности), а вторая -массовому фракталу, отражающему внутреннюю структуру каналов в микропористом стекле. Для макропористых стекол во всей области 0.35 nm ВведениеДля исследования влияния размерного эффекта на макроскопические физические свойства используются различные подходы, и одним из них является создание нанокомпозитных материалов (НКМ) на основе искус-ственных или природных пористых матриц, обладающих развитой системой каналов нанометровых диаметров. В качестве исходных диэлектрических матриц исполь-зуются опалы, хризотиловые асбесты, цеолиты, пори-стые стекла, пористый кремний, мембраны из анод-ного оксида алюминия, мезопористые матрицы типа [1] и SBA-15 [2] и другие материалы, поры которых заполняются различными веществами. Развитые методы создания НКМ позволяют получать материалы с внедренными в поровое пространство магнетиками, се-гнетоэлектриками, полупроводниками, металлами, жид-костями и прочими веществами и исследовать влияние размерного эффекта и условий искусственно ограничен-ной геометрии на кристаллическую структуру, фазовые переходы, транспортные свойства и другие характери-стики наноструктурированных веществ. При этом, вы-бирая тип матрицы и средний диаметр канала, можно проследить связь размера частицы с ее свойствами и оценить роль самой матрицы (в частности, интерфейса " матрица−внедренный материал") и ее топологии в фор-мировании новых свойств НКМ. Для НКМ, содержащих введенные металлы, обнаружено возникновение новых, ранее не наблюдавшихся, кристаллических фаз [3-5], резкое увеличение (в 70−100 раз) критических магнит-ных полей, приводящих к разрушению сверхпроводяще-го состояния [6,7]. Для магнитных и сегнетоэлектриче-ских НКМ обнаружено изменение рода фазового перехо-да (ФП) [8,9], формирование и стабилизация новых кри-сталлических фаз [10-13] и другие эффекты. Пористые щелочно-боросиликатные стекла являются одним из наи-более распространенных материалов для создания НКМ, так как технология их получения хорошо отработана [14] и позволяет получать матрицы с заранее заданными и контролируемыми средними диаметрами пор от единиц до сотен нанометров. Следует отметить, что во всех вышеперечисленных случаях диэлектрических матриц сама матрица играет, в основном, пассивную роль в мо-дификации свойств внедренных материалов, обеспечивая только условия ограниченной геометрии (не считая влияния интерфейса). Одной из возможностей сделать матрицу активной является изготовление магнитных пористых стекол с регулируемым средним диаметром пор, причем желательно присутствие магнитных свойств имен...