Vývoj krystalové struktury materiálů (Er,Lu)2(Ti,Zr)2O7

Abstract

The present thesis is focused on the development of a crystal structure of A2B2O7 materials, where A is a rare-earth element and B is a transition metal. These materials crystalize generally in four crystallography structures. The thesis is focused on structural transitions from an ordered cubic structure, so-called pyrochlore structure, to a fully disordered cubic structure, so-called defect- fluorite structure, to semi-ordered rhombohedral structure. Compared to previous studies, which dealt with these structural changes in A2Zr2O7 with the substitution of the rare-earth element, this thesis is focused on evolution of structure with a substitution on the B positions. For this research of the crystal structure evolution two series of oxides, Er2(Ti,Zr)2O7 and Lu2(Ti,Zr)2O7, have been selected. Twenty-one samples of those series were prepared by the floating zone method and Czochralski method. Analysis of prepared crystals was performed by using the Laue diffraction method and the powder diffraction methods. For the study, X-ray and neutron diffraction were utilized. A quality of the prepared materials and their crystal structure were studied with the respect to a concentration of Ti-Zr. The development of the crystal structure has been discussed. The thesis will serve as a ground for following research of...

Předkládaná práce se zaměřuje na vývoj krystalové struktury materiálů A2B2O7, přičemž A je vzácná zemina a B značí přechodný kov. Tyto materiály krystalizují obecně ve čtyřech krystalografických strukturách. Práce cílí především na strukturní přechody z uspořádané kubické struktury, tzv. pyrochlorové struktury, do zcela neuspořádané kubické struktury, tzv. defekt-fluoritní struktury, a následně do částečně uspořádané rhomboedrické struktury. Na rozdíl od předchozích studií, které se zabývaly těmito strukturními změnami v A2Zr2O7 při substituci prvku vzácné zeminy, se tato práce soustřeďuje na vývoj struktury se substitucí na pozici B. Pro studium vývoje struktury byly vybrány dvě série oxidů Er2(Ti,Zr)2O7 a Lu2(Ti,Zr)2O7. Dvacet jedna zástupců mapujících tyto série bylo připraveno metodou plovoucí horké zóny a Czochralského metodou. Analýza připravených krystalů byla provedena metodami Laueho a práškové difrakce. Ke studiu byla použita rentgenová difrakce a zároveň difrakce neutronů. Kvalita připravených materiálů byla ověřena a jejich krystalová struktura sledována v závislosti na koncentraci Ti-Zr. Vývoj struktury je diskutován. Práce bude sloužit jako základ pro další výzkum A2B2O7 materiálů.