Электронная структура интеркалированных дихалькогенидов титана по данным угловой фотоэмиссионной и рентгеновской спектроскопии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Кузнецова, Татьяна Владимировна

• Кузнецова, Татьяна Владимировна
• кандидат физико-математических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Кузнецова, Татьяна Владимировна

Введение

1. Кристаллическая, электронная структура и физические свойства слоистых дихалькогенидов 3d переходных металлов и их интеркалатных соединений

1.1. Кристаллическая структура СДПM

1.2. Особенности кристаллической структуры интеркалатных соединений на основе СДПМ

1.3. Электронная структура и свойства слоистых дихалькогенидов Sd-переходных металлов и их интеркалатных соединений

1.4. Постановка задачи исследования

2. Методика эксперимента и теоретические основы

2.1. Экспериментальная методика фотоэмиссионной спектроскопии

2.1.1. Получение фотоэмиссионных спектров

2.1.2. Основы теории фотоэмиссионных спектров

2.1.3. Спектроскопия с угловым разрешением

2.2. Методика приготовления и аттестация образцов 47 2.2.1. Приготовление монокристаллов

2.2.4. Подготовка образца к измерениям

2.2.5. Аттестация и ориентация образцов с помощью рентгеновских лауэграмм

2.3. Электронный спектрометр с угловым разрешением

2.3.1. Основные характеристики спектрометра SCIENTA SES

2.3.2. Спектрометр SCIENTA 50 на синхротроне ELETTRA в Триесте

2.3.3. Анализатор спектрометра

2.4. Рентгеновский фотоэлектронный спектрометр

2.5. Рентгеновские спектры поглощения

2.5.1. Аппаратура для измерения синхротронных спектров поглощения и фотоэмиссии

2.5.2. Основы одноэлектронной теории спектров поглощения

5.2.3. Многочастичные возбуждения в рентгеновских и фотоэмиссионных спектрах

3. Электронная структура интекалированных дихалькогенидов титана 1Г-ТіТе2 на основе данных фотоэмиссии с угловым разрешением, рентгеновского поглощения и резонансной эмиссии

3.1. Введение

3.2. ARPES исследования электронной структуры чистого и интеркалированного хромом TiTe

3.2.1. Экспериментальные детали ARPES исследований

3.2.2. Результаты расчетов зонной структуры

3.2.3. ARPES результаты и обсуждение

3.2.4. Выводы

3.3. Карта (mapping) поверхности Ферми Cr1/3TiTe

3.4. Спектры рентгеновского поглощения и резонансной эмиссии интеркалированного хромом 1Т-ИТе

3.4.1. Экспериментальные детали

3.4.2. Экспериментальные результаты и обсуждение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электронная структура интеркалированных дихалькогенидов титана по данным угловой фотоэмиссионной и рентгеновской спектроскопии»

4.1.2. Эксперимент 98

4.1.3. Результаты 100

4.1.4. Заключение 110

4.2. ARPES исследования монокристалла Feo.sTiSe2 110

4.2.1. Дисперсия в направлении ГМ 11,0

4.2.2. Поверхность Ферми 112

4.3. Исследование сверхпроводящей щели в монокристалле Fe0.5TiSe2 методом фотоэмиссионной спектроскопии высокого разрешения 113

4.3.1. Введение 113

4.3.2. Эксперимент и теоретическое основание 115

4.3.3. Результаты 117

4.3.4. Резюме 118 Заключение 119

Выводы 119

Благодарности 121

Список публикаций автора по теме диссертации 122

Список литературы 126

Приложение 137

П1. Исследование сплавов Гейслера с Ti, V, Cr Мп и Ni в магнитной подрешетке методом поглощения рентгеновских лучей 137

777.7. Введение 137

П1.2. Результаты зонных расчетов 138

П1.3. Процедура обработки спектров поглощения для извлечения физических параметров 138

П1.4. Результаты исследований и обсуждение 141

П1.4.1. Спектры поглощения Fe2CrAl 141

П1.4.2. Спектры поглощения Fe2Vo.4Cro.6Al 142

П1.4.3. Спектры поглощения Fe2MnAl 143

П1.4.4. Спектры поглощения Со2СгА1 144

П1.4.5. Спектры поглощения Fe2NiAl 145

П1.4.6. Спектры поглощения Co2TiAl 146

П1.4.7. Спектры поглощения Co2VA1 147

777.5. Заключение 147

П2. XPS спектры внутренних уровней сплавов Гейслера 148

772.7. Экспериментальные результаты и обсуждение 148

П2.1.1. XPS спектры сплавов Fe2CrAl и Fe2Vo.4Cro.6Al 148

П2.1.2. XPS спектры сплава Fe2MnAl 150

ПЗ. Многочастичные эффекты в рентгеноэлектронных спектрах магнитных халькогенидных шпинелей хрома 151

773.7. Введение 151

П3.2. Экспериментальные спектры 152

ПЗ.З. Форма РФС внутренних линий 153

П3.4. Многочастичные эффекты в магнитных шпинелях 155

773.5. Заключение 158

Введение

Актуальность темы

За последние несколько десятилетий интерес к детальному исследованию физических свойств слоистых материалов и их поверхности чрезвычайно вырос по многим причинам. Наблюдается прогресс в создании и производстве почти двумерных структур, подобных мультислоям или тонким пленкам, которые имеют необычные характеристики. Используя в электронном приборостроении многослойные гетероструктуры и мультислои, например, такие как ферромагнитный металл - полупроводник, немагнитный полупроводник -ферромагнитный полупроводник, удалось добиться существенной миниатюризации электронных устройств, достигнув предела, где свойства поверхности становятся доминирующими. Дальнейшее развитие микроэлектроники связывается с освоением нанотехнологий, где размеры активных областей электронных структур менее 100 нм будут сравнимы с длиной волны де Бройля электрона и длиной его свободного пробега. В этом случае определяющую роль начинают играть квантовые эффекты и появляются новые возможности для развития спиновой электроники, где элементарным носителем информации является спин электрона, а кодирование информации сводится к закреплению пространственной ориентации спина носителя тока относительно внешнего магнитного поля [1]. Для спин-поляризованного тока между элементами электронных устройств требуется наличие в самой структуре твердотельного источника спин-поляризованных электронов. Таким спиновым источником может быть ферромагнетик, который может обладать спиновой поляризацией электронных носителей заряда. Возможность управлять свойствами таких структур с помощью внешнего магнитного поля (что не всегда достижимо для гетероструктур на основе обычных полупроводников) открывает новые горизонты для квантовой магнитной записи информации с повышенной информационной плотностью. Однако использование таких материалов, работающих при обычных условиях, пока достаточно проблематично. Сложная взаимосвязь электронной структуры, магнитных свойств, динамики перемагничивания таких магнитных материалов, является препятствием для их успешного применения. Функционирование устройств, использующих такие материалы, зависит от характера связи между структурными фрагментами, которая намного слабее обычно существующих в кристаллических твёрдых телах из-за увеличения расстояний между атомами, входящими в разные сопряжённые фрагменты. Слабость связей позволяет эффективно влиять на характеристики таких материалов внешними воздействиями, обеспечивая, таким образом, большое разнообразие их свойств.

Представителями такого рода материалов являются кристаллы слоистых дихалькогенидов переходных металлов и их интеркалированные соединения, в которых роль проводника играет сама решётка-матрица, а роль спинового источника выполняет интеркалированная примесь. В настоящее время эти соединения привлекают к себе внимание благодаря целому ряду своих необычных свойств. К ним относятся, прежде всего, сильная анизотропия механических и электронных характеристик, обусловленная спецификой кристаллической структуры слоистых соединений [2]. Известно, что анизотропия слоистых соединений может быть усилена при интеркалировании. В частности, со способностью дихалькогенидов переходных металлов к интерка-лированию, т.е. к обратимому введению в пространство между слоями других атомов и молекул, а также фрагментов решеток других материалов, были связаны надежды на реализацию высокотемпературной сверхпроводимости с экситонным механизмом, предложенным Литтлом [3] и Гинзбургом [4].

Класс интеркалированных соединений практически неограничен, так как существует большое число молекул и атомов, которые могут быть введены в слоистые кристаллы дихалькогенидов. Значительный интерес представляют дихалькогениды титана Т1У2 8е, Те), интеркалированные 3&металлами, атомы которых имеют незаполненные электронные оболочки, что позволяет им более эффективно участвовать в образовании химической связи. Проведенные к настоящему времени исследования [5] показали, что дихалькогениды титана, интеркалированные переходными металлами, позволяют формировать структуры путем сочетания металлических магнитных слоев с полупроводниковыми немагнитными слоями, которые при этом не перемешиваются. Это дает возможность создавать кристаллы с совершенно новыми электронными свойствами, в том числе и заданными. Кроме того, способность интеркалатных материалов растворять в себе различные примеси позволяет использовать данные материалы в роли активного элемента в ионоселективных электродах [6], а также в качестве материалов для электродов литиевых батарей [7]. Использование ионоселективных электродов позволяет быстро проконтролировать содержание тяжелых металлов в окружающей среде, а также в технологических растворах промышленных предприятий. В частности, интеркалатные соединения на основе диселенида титана, в последнее время привлекают внимание исследователей как перспективные для ионометрии.

Помимо возможности широкого практического применения интеркали-рованных дихалькогенидов переходных металлов, эти системы интересны и для фундаментальных исследований. Поскольку среди этих слоистых соединений есть сверхпроводники, то мы имеем возможность, изучать сверхпроводимость в системах с почти двумерным движением электронов проводимости. В начале 70-х годов XX века в слоистых дихалькогенидах были обнаружены структурные переходы с образованием волны зарядовой плотности (ВЗП). До этого переходы такого типа были найдены лишь в квазиодномерных кристаллах (пайерлсовский переход в плоско-квадратных комплексах платины смешанной валентности). В одномерном случае эти переходы являются переходами металл - изолятор. В слоистых системах низкотемпературная фаза может стать полуметаллической или остаться металлом, и свойства перехода оказываются иными, нежели в квазиодномерных кристаллах. Вопрос о механизме формирования волны зарядовой плотности ниже 200 К в Т]8е2 до сих пор остается открытым. Установлено, что интеркалация даже малых концентраций атомов приводит к подавлению ВЗП. Кроме того, слоистые дихалькогениды титана очень удобны для изучения электронной структуры квазидвумерных систем. Первоначально изучались интеркалатные соединения со щелочными металлами. В этих материалах увеличение концентрации внедрённого компонента приводит к увеличению расстояния между слоями решётки-матрицы и увеличению электропроводности материала. Для объяснения характера связи интеркаланта и решетки-матрицы успешно использовалась модель жесткой зоны, согласно которой внедренный металл служил источником электронов в зоне проводимости. Однако при интеркала-ции благородными металлами, а также переходными, внедрение которых приводит к сближению слоёв решётки-матрицы, и уменьшению проводимости по сравнению с исходным соединением, эта модель оказалась полностью не применима. Для интерпретации экспериментальных данных привлекалось большое число различных, зачастую противоположных моделей. Однако характер химической связи атомов интеркаланта с решеткой-матрицей до конца так и оставался неясен. Существует большое количество работ, посвященных исследованию электронной структуры чистых дихалькогенидов титана и интеркалированных щелочными металлами, в то время как данные об электронной структуре соединений интеркалированных переходными металлами весьма ограничены. Наиболее исследованы интеркалаты Т^г- На момент начала нашей работы имелись лишь отдельные спектроскопические исследования интеркалатных соединений И8е2, при этом законы дисперсии электронных состояний вообще не измерялись. Полностью отсутствовали какие-либо исследования электронной структуры интеркалатов ТлТе2.

Настоящая работа посвящена изучению влияния интеркалации на электронную структуру дихалькогенидов титана, интеркалированных 3 биметаллами и установлению характера связи между интеркалантом и решеткой-матрицей. Известно, что электронная зонная структура твердых тел £(к) - зависимость энергии от квазиволнового вектора - является одной из фундаментальных характеристик, которая определяет основные свойства твердых тел. При этом важно знать не только энергии электронных состояний, но и их распределение в к-пространстве. Наибольший интерес представляет информация о состояниях вблизи поверхности Ферми.

Основным экспериментальным методом исследования закона дисперсии £(к) валентных полос является фотоэмиссионная спектроскопия с угловым разрешением (ARPES) [8]. Данные ARPES спектроскопии позволяют получить информацию о поверхности Ферми (ПФ) и ее топологии. Дополнительные сведения о симметрии состояний валентной зоны могут быть получены с помощью исследования кругового дихроизма в угловом распределении фотоэлектронов (CDAD). Помимо двух названных методов в диссертационной работе используются и другие взаимодополняющие спектроскопические методики. Для изучения возбужденных состояния выше уровня Ферми применялась спектроскопия рентгеновского поглощения (XAS) и резонансной эмиссии (RXES). Внутренние уровни исследовались методом рентгеновской фотоэмиссионной спектроскопии (XPS). Последняя методика также позволяет изучать многочастичные возбуждения вблизи поверхности Ферми, возникающие в результате отклика на внезапное рождение остовной фотодырки. Многочастичные взаимодействия всегда весьма важны в переходных элементах, а в исследуемых соединениях, находящихся на границе магнитных полупроводников и полуметаллов, в особенности.

Таким образом, актуальность исследования электронной структуры ди-халькогенидов титана, интеркалированных Зё-металлами, определяется возможностями использования квазидвумерных монокристаллов для определения дисперсии Zs(k) валентной зоны, а также в связи с необходимостью установления характера химической связи между атомами интеркаланта и решеткой-матрицей. Большое внимание в работе будет уделено методике обработке данных для извлечения информации о физических параметрах исследуемых систем.

Цель работы. Основной целью диссертации является экспериментальное определение закономерностей изменения электронной структуры слоистых дихалькогенидов титана при интеркалации их 3 ¿/-металлами спектроскопическими методами, такими как фотоэмиссия с угловым разрешением, рентгеновская абсорбционная и фотоэлектронная, резонансная эмиссионная спектроскопия (ARPES, XAS, XPS, RXES).

Для этого решаются следующие конкретные задачи:

1. Измерение зависимости энергии зонных состояний от волнового вектора, определение формы поверхности Ферми.

2. Выявление характера и закономерности изменения электронных состояний слоистых дихалькогенидов титана при введении в них 3 d переходных элементов.

3. Измерение кругового дихроизма в угловом распределении фотоэмиссии и определение пространственной симметрии состояний интеркаланта.

4. Регистрация изменения плотности состояний при сверхпроводящем переходе и измерение величины сверхпроводящей щели в соединении Fe0.5TiSe2 методом фотоэмиссионной спектроскопии ультравысокого разрешения.

5. Обнаружение квазистационарных характеристических возбужденных состояний и многоэлектронных возбуждений с непрерывным спектром.

6. Разработка и применение методов определения величины физических параметров по экспериментальным спектрам.

Объектами исследования данной диссертационной работы являются интеркалатные полуметаллические соединения, получаемые внедрением магнитных переходных металлов в дихалькогениды титана MxTiY2 (Y = Те, Se; металл М = Cr, Fe, Ni), а также чистый TiTe2. Варьирование, как матрицы, так и внедренных металлов позволяет выявить общие закономерности электронной структуры соединений на основе дихалькогенидов титана. Эксперименты выполнены на впервые синтезированных монокристаллах: Сго.ззТ1Те2, Fe0.25TiTe2, Ni0.5TiTe2 и Fe0.5TiSe2. В приложении содержатся результаты исследования электронной структуры соединений 3d—металлов с большой величиной локального магнитного момента - сплавов Гейслера X2YA1 (X=Fe, Со; Y=Mn, Ti, Cr) и шпинели CuxFeixCr2Se4

На момент начала нашего исследования были опубликованы ARPES спектры чистых дихалькогенидов TiY2 и интеркалатов только на основе TiS2 [9]. Наблюдались узкие полосы, расположенные от 0.5 до 1 эВ ниже уровня Ферми, указывающие на значительную локализацию состояний интеркалан-та. Не было предыдущих ARPES исследований соединений TiTe2 и TiSe2 ин-теркалированных переходными металлами.

Научная новизна. Впервые измерены ARPES спектры интеркалатов Cri/3TiTe2, Feo.5Ti.Te2, Fe0.25TiTe2 (в последнем определен также круговой дихроизм), проведен их анализ и определена электронная структура соединений, форма поверхности Ферми. Установлен характер химической связи между интеркалантом и решеткой-матрицей. Вывод о сохранении структуры поверхности Ферми при введении переходных металлов важен для понимания термодинамической устойчивости и обратимости процесса интеркалации, служит основанием для применения этих соединений в ионселективных электродах. Проведены уникальные низкотемпературные измерения плотности состояний При сверхпроводящем переходе в монокристалле Feo.5TiSe2 и найдена величина СП щели.

Научная и практическая ценность. Результаты и выводы, полученные в работе, существенно расширяют представления об электронной структуре и химической связи слоистых дихалькогенидов титана, интеркалиро-ванных переходными металлами. Наши эксперименты показывают, что внедренные атомы образуют узкие полосы в глубине от уровня Ферми, в которых располагаются электроны интеркалантов, при этом сохраняется форма поверхности Ферми. Исследованные в данной работе соединения являются перспективными материалами для спинтроники. Очень важным в свете открытия в этом году нового класса сверхпроводников является установленный в работе факт появления сверхпроводимости за счет введения в TiSe2 атомов железа, который можно рассматривать как предвестник сверхпроводимости на основе «магнитных» металлов.

Основные положения, выносимые на защиту.

В ходе проделанной работы были получены и выносятся на защиту следующие новые результаты.

1. По данным угловой фотоэмиссионной спектроскопии определена электронная структура материалов и ее изменение при интеркалировании: законы дисперсии, поверхности Ферми, пространственная симметрия состояний (Сг0.ззТ1Те2, Ре0.5Т18е2).

2. Методом резонансной рентгеновской эмиссии обнаружены долгоживущие возбужденные состояния выше уровня Ферми.

3. Измерен круговой дихроизм в угловом распределении фотоэмисии Ге1/4Т1Те2, обусловленный нарушением пространственной симметрии на поверхности, определена орбитальная симметрия полос, сформированных состояниями интеркаланта.

4. Предложен механизм и измерена величина многочастичных возбуждений, возникающих под действием динамического поля остовной фотодырки (№05Т1Те2).

5. Обнаружена сверхпроводящая щель в Ре05Т18е2 и измерена ее величина при температуре 4.5 К.

Личный вклад соискателя. Соискатель принимал участие на различных этапах проведения исследовательской работы: планирование, подготовка и проведение эксперимента, обсуждение полученных результатов. Ему принадлежит основной вклад в исследовании и измерении фотоэмиссионных спектров с угловым разрешением выполненных под руководством проф. С. Хюфнера (Институт экспериментальной физики, Университет Саарбрюккена, Германия), спектров поглощения, выполненных на синхротроне ВЕ88У-П (Берлин, Германия), а также рентгеновских фотоэмиссионных спектров (Отдел экспериментальной физики, Университет Оснабрюка, Германия). Автор выполнил обработку экспериментальных данных, полученных на синхротроне БЬЕТТИА (Триест, Италия) и принимал активное участие в их интерпретации, а также разработал и применил модели для извлечения физических параметров из рентгеновских абсорбционных и фотоэмиссионых спектров. Им лично поставлены и решены задачи измерения сверхпроводящей щели и определения эффектов многочастичных взаимодействий в фотоэмиссионных спектрах.

В работе использованы зонные расчеты, выполненные Постниковым A.B. (Университет Оснабрюкка, Германия). Образцы монокристаллов дихалькогенидов титана, интеркалированных Зё-элементами и монокристаллы халькогенидных шпинелей были синтезированы и аттестованы Титовым А.Н. Рентгеновские спектры поглощения и резонансной эмиссии соединения Cri/3TiTe2 сняты Яблонских М. В; спектры Fe0.25TiTe2 получены Ярмошенко Ю.М. и Титовой С.Г.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора (глава 1), описания теоретических основ и экспериментальных методов, используемых для проведения спектроскопических исследований (глава 2), результатов исследования электронной структуры интеркалатов CrxTiTe2 и Nio.sTiTe2 методами ARPES и XPS спектроскопии, рентгеновского поглощения и резонансной эмиссии (глава 3), исследования дихроизма фотоэмиссии и сверхпроводящего перехода в интеркалатах Fe0.5TiSe2 (глава 4) и заключения, содержащего общие выводы исследования. Результаты изучения электронной структуры магнитных сплавов Гейслера и многоэлектронных эффектов в хромовых шпинелях, а также математические процедуры извлечения значений физических параметров из спектров рентгеновской фотоэмиссии и поглощения вынесены в Приложение.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Кузнецова, Татьяна Владимировна

Выводы

1. Экспериментально определена структура электронных состояний в инте-калированных соединениях Cri/3TiTe2 и Fe0.5TiSe2. Введение 3¿/-металлов в дихалькогениды титана приводит к образованию узкой полосы с энергией связи 1-2 эВ, которая заполняется преимущественно электронами интеркаланта. Структура поверхности Ферми при этом практически не изменяется.

2. Методом резонансной рентгеновской эмиссии обнаружены долгоживу-щие возбужденные состояния выше уровня Ферми в Cr0 33TiTe2. Наличие таких квазистационарных состояний Зс1-состояний является характерной особенностью интеркалатных соединений дихалькогенидов титана.

3. На основании анализа кругового дихроизма в угловой фотоэмисии из соединения ¥ашТ[Те2, обусловленного нарушением пространственной симметрии кристалла на поверхности, определена орбитальная симметрия полос интеркаланта.

4. В соединении Рео.5Т18е2 наблюдается сверхпроводящая щель и повышение плотности состояний вне щели. БКШ анализ фотоэмиссионных спектров дает величину щели 2 мэВ при температуре Т = 4.5 К.

5. Многочастичные возбуждения валентной полосы при внезапном появлении фотодырки определяют форму рентгеновских фотоэмиссионных спектров внутренних уровней, причем эффект сильно зависит от сорта атома. Фотодырка в /-оболочке преимущественно возбуждает электроны с моментом /+1.

Благодарности

Автор выражает благодарность своему научному руководителю Ярмо-шенко Юрию Михайловичу за поддержку и руководство работой.

Диссертант благодарен своим постоянным соавторам - А. Н. Титову за возможность проведения экспериментов на образцах монокристаллов высокого качества, а также за плодотворное обсуждение полученных результатов, А. В. Постникову за всестороннюю помощь и активное участие в написании статей.

Автор признателен профессору С. Хюфнеру (Институт экспериментальной физики, ARUPS группа, Университет Саарланда, Германия), профессору М. Нойману (Отдел физики, Университет Оснабрюка, Германия) и профессору Ф. Райнерту (Институт экспериментальной физики, ARUPS группа, Университет Вюрцбурга, Германия) за поддержку и возможность выполнения исследований.

Автор благодарит своих зарубежных коллег- сотрудников университета Саарбрюккена Г. Николая и Оснабрюкского университета М. Принца.

Автор благодарен Э.З. Курмаеву, заведующему лабораторией рентгеновской спектроскопии, за предоставленную возможность научной стажировки в Институте экспериментальной физики (Саарбрюккен, Германия) и за проявленный интерес к работе; Е. И. Шредер за оказанную материальную помощь в проведении эксперимента на BESSY (Берлин) и всем сотрудникам лаборатории рентгеновской спектроскопии за дружескую атмосферу в рабочем коллективе.

Особую благодарность автор выражает В. И. Гребенникову за творческое обсуждение экспериментальных результатов, за всестороннюю помощь при подготовке диссертации.

Список публикаций автора по теме диссертации

Al. Kuznetsova T.V., Yablonskikh M.V., Postnikov A.V., Nicolay G., Eltner В., Reinert F., Yarmoshenko Y.M., Titov A.N., Nordgren J. Electron structure of lT-TiTe2 intercalated with Cr based on ARPES, RXES and XAS data // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 2004. V. 137-140. P. 481-485.

A2. Kuznetsova T.V., Titov A.N., Yarmoshenko Yu.M., Kurmaev E.Z., Postnikov A.V., Pleschev G., Eltner В., Nicolay G., Ehm D., Schmidt S., Reinert F., Hufner S. High-resolution angle-resolved photoemission investigation of the electronic structure of Cr-intercalated lT-TiTe2// Phys. Rev. B. 2005. V. 72. P. 85418-85426.

A3. Ярмошенко Ю.М., Кузнецова T.B., Постников A.B., Титов А.Н., Титова С.Г., Vilmercati P., Goldoni A., Claessen R. Пространственная зависимость дихроизма фотоэмиссии Fei/4TiTe2 при возбуждении циркулярно поляризованным излучением // ФТТ. 2008. Т. 50. Вып. 11. С. 2098-2105.

А4. Titov A.N., Krasavin L.S., Pleschev V.G., Yarmoshenko Yu.M., Yablonskikh M.V., Kurmaev E.Z., Postnikov A.V., Kuznetsova T.V., Neumann M., Hufner S. Chemical bond and electrical properties of titanium dichalcogenides intercalated by transition metals // 11 International Symposium on Intercalation Compounds. Abstracts. - Moscow, 2001. - P. 191.

A5. Kuznetsova T.V., Titov A.N., Yarmoshenko Yu., Kurmaev E.Z., Postnikov A.V., Eltner В., Nicolay G., Ehm D., Shmidt S., Reinert F., Hufner S. Electronic Structure Intercalated Compounds MxTiTe2 // Сборник трудов международного симпозиума «Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах «ОМА- 2002». - Ростов н/Дону. Изд-во РГПУ, 2002. - Т. 2. С. 5.

А6. Yamazaki К., Shimada К., Negishi Н., Xu F., Ino A., Higashiguchi М., Namatame Н., Taniguchi М., Sasaki М., Titova S., Titov A., Yarmoshenko Yu.M., Kuznetsova T.V. High-resolution angle-resolved resonant-photoemission spectroscopy of FexTiTe2 // The 3- Hiroshima Workshop "Transport and Electronic Properties of Advanced Materials". Abstracts and Program. - Hiroshima University, Higashi-Hiroshima, Japan, 2003. - P. 209.

A7. Кузнецова Т. В., Титов А.Н., Ярмошенко Ю.М., Курмаев Э.З., Eltner В., Nicolay G., Ehm D., Shmidt S., Reinert F., Hufner S. Влияние интеркалации переходными металлами на форму Ферми поверхности дихалькогенидов титана // XXXIII Всероссийское совещание по физике низких температур НТ-33. Тезисы докладов. - ИФМ УрО РАН, Екатеринбург, 2003. - С. 297.

А8. Kuznetsova T.V., Yablonskikh M.V., Nicolay G., Postnikov A.V., Yarmoshenko Y.M., Titov A.N., Nordgren J., Reinert F.,. Hiifher F., Yamazaki K., Shimada K. Electronic structure of titanium dichalcogenides intercalated with Cr and Fe, based on ARPES, ARRPES, RXES and XAS data // Тезисы докладов IV Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов. - Москва, ИК РАН, 2003. - С. 395.

А9. Kuznetsova T.V., Yablonskikh M.V., Nicolay G., Postnikov A.V., Yarmoshenko Y.M., Titov A.N. Electronic structure of titanium dichalcogenides intercalated with Cr and Fe, based on ARPES, RXES and XAS data // Ninth International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure ICESS-9. Program Schedule & Abstract Book. Uppsala, Sweden, 2003.3. 167.

A10. Кузнецова T.B., Титов A.H., Ярмошенко Ю.М., Постников А.В., Яблонских М.В., Nicolay G., Reinert F., Hufner S. Электронная структура дихалькогенидов титана, интеркалированных хромом и железом, по данным угловой зависимости фотоэмиссии ARPES, резонансной эмиссионной RXES и рентгеновской абсорбционной XAS спектроскопии // Тезисы докладов XXX международной зимняя школа физиков-теоретиков «Коуровка-2004». - ИФМ УрО РАН, Екатеринбург, 2004. - С. 45.

All. Кузнецова Т.В., Титов А.Н., Ярмошенко Ю.М., Постников А.В., Nicolay G., Reinert F., Hufner S. Исследование методом ARPES слоистых интеркалатов на основе дихалькогенидов титана - новых функциональных материалов с поляронным типом локализации носителей заряда // Сборник трудов XIX международной школы-семинара «Новые магнитные материалы в микроэлектронике». - МГУ, Москва, 2004. - С. 543-544.

А12. Кузнецова Т.В., Яблонских М.В., Ярмошенко Ю.М., Титов А.Н., Постников А.В., Nicolay G., Nordgren J. Исследование электронной структуры дихалькогенидов титана с использованием линейно поляризованного синхротронного излучения по данным RXES, XAS и фотоэлектронной эмиссии с разрешением по углу (ARPES) // Сборник трудов XV Международная конференция по использованию синхротронного излучения СИ-2004. - ИЯФ СО РАН, Новосибирск, 2004. - С. 94.

А13. Kuznetsova T.V., Yablonskikh M.V., Nicolay G., Postnikov A.V., Yarmoshenko Y.M., Titov A.N., Nordgren J., Reinert F., Hufner S., Yamazaki K., Shimada K. Electronic structure of titanium dichalcogenides intercalated with Cr and Fe, based on ARPES, RXES and XAS data // Euro-Asian symposium «Trends in Magnetism» EASTMAG-2004. Abstracts and Program. IP SD RAS, Krasnoyarsk, 2004. P. 126.

A14. Кузнецова T.B., Яблонских M.B., Ярмошенко Ю.М., Титов А.Н., Постников А.В., Nicolay G., Nordgren J., Yamazaki K., Shimada К. Исследование электронной структуры дихалькогенидов титана, интеркалированных хромом и железом, с использованием линейно поляризованного синхротронного излучения по данным RXES, XAS и фотоэлектронной эмиссии с разрешением по углу (ARPES) // Сборник трудов международного симпозиума «Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах «ОМА - 2004». - Ростов н/Дону. Изд-во РГПУ, 2004. - С. 176177.

А15. Kuznetsova T.V., Yarmoshenko Y.M., Titov A.N., Titova S.G., Postnikov A.V., Vilmercati P., Goldoni A., Claessen R. Circular Dichroism and Angle-Resolved Photoemission Spectra of Fe-intercalated IT -TiTe2 // Moscow International Symposium of Magnetism. Book of Abstract. - Moscow, MSU,

2005. - P. 678.

A16. Kuznetsova T.V., Yarmoshenko Y.M., Titov A.N., Titova S.G., Postnikov A.V., Vilmercati P., Goldoni A., Claessen R. Circular Dichroism and Photoemission Spectroscopy of FexTiTe2 // 13th General Conference of the European Physical Society "Beyond Einstein Physics for the 21st Century". EPS 13, Bern, Switzerland, 2005. - Europhysics Conference Abstracts 2005. -V. 29D.P .71.

A17. Свяжин А.Д., Шредер Е.И., Ярмошенко Ю.М., Кузнецова Т.В., Попова О.С., Стрельцов С.В., Гавико B.C. Исследование сплавов Гейслера с Ti, V, Сг и Ni в магнитной подрешетке методами рентгеновской спектроскопии // Сборник трудов XX Международной школы-семинара «Новые магнитные материалы микроэлектроники НМММ-ХХ». - Москва, МГУ,

2006.-С. 829-831

А18. Ярмошенко Ю.М., Кузнецова Т.В. Пространственная зависимость дихроизма фотоэмиссии Fei/4TiTe2 при возбуждении циркулярно поляризованным излучением // Сборник докладов XIX Всероссийской научнаой школы-семинара «Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь». - Ижевск, ФТИ УрО РАН, 2007. - С. 105.

А19. Ярмошенко Ю.М., Кузнецова Т.В., Шредер Е.И., Свяжин А.Д., Попова О.С., Яблонских М.В., Стрельцов С.В. Анализ электронной структуры и магнитных свойств сплавов Гейслера на основе 3d элементов. // Сборник докладов XIX Всероссийской научной школы-семинара «Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь». Ижевск, ФТИ УрО РАН,

2007. С. 161

А20. Kuznetsova T.V., Yarmoshenko Yu.M., Yablonskikh M.V., Titov A.N., Neumann M. Photoelectron splitting of the Cr 2p ions states in magnetic Cr-based chalcogenide spinels // EASTMAG-2007, Abstract book. Kazan State University, Kazan, 2007. P. 271.

A21. Kuznetsova Т. V. Superconducting Gap of Fe-Intercalated TiSe2 Observed Using Ultrahigh-Resolution Photoemission Spectroscopy // Moscow International Symposium of Magnetism. Book of Abstracts. - MSU, Moscow,

2008. - P. 433-434.

A22. Shreder E., Svyazhin A., Yarmoshenko Yu., Korotin M., Kuznetsova T. Electronic structure investigation of Fe2MnAl Heusler alloy // Moscow International Symposium of Magnetism. Book of Abstracts. - MSU, Moscow, 2008. - P. 821.

А23. Кузнецова Т. В., Гребенников В. И. Исследование сверхпроводящей щели в монокристалле Рео.5Т18е2 методом фотоэмиссионной спектроскопии высокого разрешения // Труды международного симпозиума «Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах ЮМА - 2008». - Ростов н/Дону. Изд-во СЛРЦ ВШ ЮФУ АПСН, 2008. - С. 302-305.

А24. Кузнецова Т. В., Гребенников В. И. Многочастичные эффекты в рент-геноэлектронных спектрах магнитных халькогенидных шпинелей хрома // Труды международного симпозиума «Порядок и беспорядок в сложных оксидах «СЮРО - 2008». - Ростов н/Дону. Изд-во СЛРЦ ВШ ЮФУ АПСН, 2008. - С. 254-257.

Заключение

В работе методами фотоэмиссионной и рентгеновской спектроскопии изучаются дихалькогениды титана, интеркалированные магнитными переходными металлами. Первой ее особенностью является проведение экспериментов на впервые синтезированных соединениях, второй - использование самых современных экспериментальных спектроскопических методик. В качестве основного экспериментального метода исследования выбрана фотоэмиссионная спектроскопия с угловым разрешением - ARPES. Такие эксперименты имеют важные особенности: сверхвысокий вакуум, гелиевые температуры, совершенные монокристаллы, специальные способы подготовки поверхности перед съемкой, прецизионная установка образца в приборе, снимается не один, а около сотни спектров на исследуемом образце с шагом по углу 0.5 градуса. К разряду нетрадиционных относится и другой эксперимент -измерение фотоэмиссионных спектров при температуре до 4.5 К для обнаружения крайне узкой сверхпроводящей щели.

На основании полученных экспериментальных данных, их обработки и теоретического анализа в работе сделаны следующие основные заключения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Кузнецова, Татьяна Владимировна, 2008 год

1. Борухович А.С. Физика материалов и структур сверхпроводящей и полупроводниковой спиновой электроники. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. - 274 с.

2. Булаевский JLH. Сверхпроводимость и электронные свойства слоистых соединений // УФН. 1975. Т. 116. № з. С. 449-483.

3. Little W.A. Possibility of Synthesizing an Organic Superconductor // Phys. Rev. 1964. V. 134. P. A1416-A1424.

4. Ginzburg V.L. On surface superconductivity// Phys. Lett. 1964. V. 13. P. 101102.

5. Gamble F.R., DiSalvo F.J., Klemm R.A., Geballe Т.Н. Superconductivity in Layered Structure Organometallic Crystals // Science. 1970. V. 168. P. 568-570.

6. Whittingham M.S., Ebert L.B. // Intercalated Layered Materials / edited by F. Levy. Reidel, Dordrecht, 1979. - C.275-298.

7. S. Hiifner. Photoelectron Spectroscopy: Principles and Applications. Springer Series in Solid-State Sciences. Vol. 82. Springer-Verlag, Berlin, 1995. -516 p.

8. Matsushita Т., Suga S., Kimura A., Negishi H, Inoue M. Angle-resolved photoemission study of Ni-intercalated ir-TiS2 // Phys. Rev. B. 1999. V. 60, P. 1678-1686.

9. Intercalated Layered Materials / edited by F. Levy. Reidel, Dordrecht, 1979. -336 p.

10. Katzke H., Toledano P., Depmeier W. Phase transitions between polytypes and intralayers superstructures in transition metal dichalcogenides // Phys. Rev. B. 2004.V. 69. P. 134111-134118.

11. Ramsdell L.S. Studies in Silicon Carbide // Am. Mineral. 1947. V. 32, P. 6482.

12. Подберезская H.B., Магарилл C.A., Первухина H.B., Борисов С.В. Кристаллохимия дихалькогенидов состава МХ2 // Журнал структурной химии. 2001. Т. 42. С. 783-817.14