Atomi- és mágneses szerkezetek neutrondiffrakciós vizsgálata = Neutron diffraction study of atomic and magnetic structures

摘要

Különböző, modern technológiákkal előállított polikristályos anyagok atomi és mágneses szerkezetének jellemzőit határoztuk meg neutrondiffrakciós mérések Rietveld-módszerrel történő illesztésével. Megállapítottuk, hogy a Sc-mal adalékolt hexaferritben alacsony hőmérsékleten inkommenzurábilis mágneses szerkezet alakul ki. A periódushosszra 98 Angström adódott, a kúp nyílásszögére pedig 40 fokot kaptunk. Kimutattuk, hogy a FeAl2 ötvözet anomális mágneses viselkedését inkommenzurábilis mágneses szerkezete okozza, szemben az irodalomban elterjedt spinüveg állapottal. A töltésrendeződés okozta rácstorzulás - kristály-szimmetriaváltozások - és a lehetséges töltés-és mágneses rendeződést tanulmányoztuk a hőmérséklet függvényében különböző összetételű Bi-alapú manganát-oxid perovszkitokban. Nem-lineáris optikai tulajdonságokkal rendelkező ittrium-aluminumborát kristály szerkezeti paramétereit határoztuk meg Er ill. Yb dópolás hatására. Különböző összetételű nátrumboroszilikát alapű üvegeket állítottunk elő, és a szerkezet jellemzőit vizsgáltuk neutrondiffrakciós módszerrel és a kísérleti adatok fordított Monte Carlo (RMC) szimulációjával. Meghatároztuk a hálószerkezet legfontosabb paramétereit, a parciális atomi párkorrelációs függvényeket, a kötéstávolságokat, a koordinációs számokat, a szerkezetet felépítő egységeket, és egyszerűbb összetételekre a kötésszög- és gyűrűeloszlást is. Sikeresen adalékoltunk UO3-at az üvegbe, és azt tapasztaltuk, hogy az urán beépül a hálószerkezetbe és stabilizálja az üveg szerkezetét. | We have determined the characteristic atomic and magnetic structure parameters for various polycrystalline materials prepared by novel techniques using neutron and x-ray diffraction experimental techniques, and Rietveld analysis data treatment. Formation of an incommensurate magnetic order with 98 ? periodicity length and 40? cone angle has been established in the Sc-substituted hexaferrite. The anomalous magnetic behaviour of FeAl2 alloy was explained by an incommensurate magnetic structure instead of the commonly accepted spin glass structure. Lattice distortion, crystal symmetry changes and charge-magnetic ordering effects were analysed in Bi-based manganese oxide perovskites in dependence of temperature. Changes in lattice parameters and atomic positions were analysed in Er and Yb substituted Yttrium-Aluminum borates. Sodium borosilicate matrix glasses are known as most suitable materials for radioactive waste material storage. We have successfully prepared these matrix glasses with various compositions, and the network structure was analysed by reverse Monte Carlo (RMC) simulation of the neutron diffraction spectra. Several partial atomic pair correlation functions have been revieled, and the characteristic parameters were determined, like the atomic bond distances, coordination numbers, the basic structural units, and for the simple glasses the bond angle- and the ring size distributions, as well. It was found that addition of UO3 stabilizes the network structure.