Рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄
Исследованы рентгеновские эмиссионные (РЭ) TiLα-, OKα- и ZrLβ₂-полосы, а также рентгеновские фотоэлектронные (РФ) спектры валентных и остовных электронов оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄. Вышеуказанные РЭ-полосы и РФ-спектры валентных электронов сопоставлены в единой энергетической шкале с результатами клас...
Gespeichert in:
| Datum: | 2012 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2012
|
| Schriftenreihe: | Доповіді НАН України |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/84301 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄ / А.А. Лаврентьев, П.Н. Шкумат, Е.И. Копылова, Б.В. Габрельян, И.Я. Никифоров, Т.Н. Бондаренко, О.Ю. Хижун // Доп. НАН України. — 2012. — № 7. — С. 76-81. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-84301 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-843012015-07-07T03:02:11Z Рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄ Лаврентьев, А.А. Шкумат, П.Н. Копылова, Е.И. Габрельян, Б.В. Никифоров, И.Я. Бондаренко, Т.Н. Хижун, О.Ю. Фізика Исследованы рентгеновские эмиссионные (РЭ) TiLα-, OKα- и ZrLβ₂-полосы, а также рентгеновские фотоэлектронные (РФ) спектры валентных и остовных электронов оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄. Вышеуказанные РЭ-полосы и РФ-спектры валентных электронов сопоставлены в единой энергетической шкале с результатами кластерных расчетов титанатов циркония и гафния. Достигнуто хорошее соответствие теоретических и экспериментальных результатов для электронной структуры исследуемых титанатов ZrTiO₄ и HfTiO₄. Результаты теоретических расчетов и рентгеноспектральных исследований свидетельствуют о сходстве электронной структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄ и указывают на то, что наибольший вклад в валентную зону этих соединений осуществляют O2p-состояния, причем их вклад наиболее существенен у потолка валентной зоны. Дослiджено рентгенiвськi емiсiйнi (РЕ) TiLα-, OKα- i ZrLβ₂-смуги, а також рентгенiвськi фотоелектроннi (РФ) спектри валентних та остовних електронiв оксидiв ZrTiO₄ i HfTiO₄. Вказанi вище РЕ-смуги та РФ-спектри валентних електронiв зiставленi в єдинiй енергетичнiй шкалi з результатами кластерних розрахункiв титанатiв цирконiю i гафнiю. Досягнута хороша вiдповiднiсть теоретичних та експериментальних результатiв для електронної структури дослiджуваних титанатiв ZrTiO₄ i HfTiO₄. Результати теоретичних розрахункiв та рентгеноспектральних дослiджень свiдчать про подiбнiсть електронної структури оксидiв ZrTiO₄ i HfTiO₄ та вказують на те, що найбiльший внесок у валентну зону цих сполук здiйснюють O2p-стани, причому їх внесок найбiльш iстотний поблизу верхньої частини валентної зони. X-ray emission (XE) OKα, TiLα, and ZrLβ₂ bands, as well as X-ray photoelectron (XP) valenceband and core-level spectra, have been derived for ZrTiO₄ and HfTiO₄ oxides. The above XE bands and XP valence-band spectra have been compared on a single energy scale with the results of cluster calculations of zirconium and hafnium titanates. A good agreement of the theoretical and experimental results regarding the electronic structure of ZrTiO₄ and HfTiO₄ has been achieved. Both the theoretical data and X-ray results show the similarity of the electronic structure of both titanates and indicate that their valence bands are dominated by the contributions of O2p states. These states contribute predominantly in the upper portion of the valence band. 2012 Article Рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄ / А.А. Лаврентьев, П.Н. Шкумат, Е.И. Копылова, Б.В. Габрельян, И.Я. Никифоров, Т.Н. Бондаренко, О.Ю. Хижун // Доп. НАН України. — 2012. — № 7. — С. 76-81. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/84301 539.2;537.531 ru Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Фізика Фізика |
| spellingShingle |
Фізика Фізика Лаврентьев, А.А. Шкумат, П.Н. Копылова, Е.И. Габрельян, Б.В. Никифоров, И.Я. Бондаренко, Т.Н. Хижун, О.Ю. Рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄ Доповіді НАН України |
| description |
Исследованы рентгеновские эмиссионные (РЭ) TiLα-, OKα- и ZrLβ₂-полосы, а также рентгеновские фотоэлектронные (РФ) спектры валентных и остовных электронов оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄. Вышеуказанные РЭ-полосы и РФ-спектры валентных электронов
сопоставлены в единой энергетической шкале с результатами кластерных расчетов титанатов циркония и гафния. Достигнуто хорошее соответствие теоретических
и экспериментальных результатов для электронной структуры исследуемых титанатов ZrTiO₄ и HfTiO₄. Результаты теоретических расчетов и рентгеноспектральных исследований свидетельствуют о сходстве электронной структуры оксидов ZrTiO₄
и HfTiO₄ и указывают на то, что наибольший вклад в валентную зону этих соединений осуществляют O2p-состояния, причем их вклад наиболее существенен у потолка валентной зоны. |
| format |
Article |
| author |
Лаврентьев, А.А. Шкумат, П.Н. Копылова, Е.И. Габрельян, Б.В. Никифоров, И.Я. Бондаренко, Т.Н. Хижун, О.Ю. |
| author_facet |
Лаврентьев, А.А. Шкумат, П.Н. Копылова, Е.И. Габрельян, Б.В. Никифоров, И.Я. Бондаренко, Т.Н. Хижун, О.Ю. |
| author_sort |
Лаврентьев, А.А. |
| title |
Рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄ |
| title_short |
Рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄ |
| title_full |
Рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄ |
| title_fullStr |
Рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄ |
| title_full_unstemmed |
Рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄ |
| title_sort |
рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов zrtio₄ и hftio₄ |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2012 |
| topic_facet |
Фізика |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/84301 |
| citation_txt |
Рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄ / А.А. Лаврентьев, П.Н. Шкумат, Е.И. Копылова, Б.В. Габрельян, И.Я. Никифоров, Т.Н. Бондаренко, О.Ю. Хижун // Доп. НАН України. — 2012. — № 7. — С. 76-81. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT lavrentʹevaa rentgenovskiespektryiosobennostiélektronnoénergetičeskojstrukturyoksidovzrtio4ihftio4 AT škumatpn rentgenovskiespektryiosobennostiélektronnoénergetičeskojstrukturyoksidovzrtio4ihftio4 AT kopylovaei rentgenovskiespektryiosobennostiélektronnoénergetičeskojstrukturyoksidovzrtio4ihftio4 AT gabrelʹânbv rentgenovskiespektryiosobennostiélektronnoénergetičeskojstrukturyoksidovzrtio4ihftio4 AT nikiforoviâ rentgenovskiespektryiosobennostiélektronnoénergetičeskojstrukturyoksidovzrtio4ihftio4 AT bondarenkotn rentgenovskiespektryiosobennostiélektronnoénergetičeskojstrukturyoksidovzrtio4ihftio4 AT hižunoû rentgenovskiespektryiosobennostiélektronnoénergetičeskojstrukturyoksidovzrtio4ihftio4 |
| first_indexed |
2025-07-06T11:17:38Z |
| last_indexed |
2025-07-06T11:17:38Z |
| _version_ |
1836896131022323712 |
| fulltext |
УДК 539.2;537.531
© 2012
А.А. Лаврентьев, П.Н. Шкумат, Е.И. Копылова, Б.В. Габрельян,
И.Я. Никифоров, Т.Н. Бондаренко, О.Ю. Хижун
Рентгеновские спектры и особенности
электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO4
и HfTiO4
(Представлено членом-корреспондентом НАН Украины Ю.М. Солониным)
Исследованы рентгеновские эмиссионные (РЭ) TiLα-, OKα- и ZrLβ2-полосы, а также
рентгеновские фотоэлектронные (РФ) спектры валентных и остовных электронов окси-
дов ZrTiO4 и HfTiO4. Вышеуказанные РЭ-полосы и РФ-спектры валентных электронов
сопоставлены в единой энергетической шкале с результатами кластерных расчетов
титанатов циркония и гафния. Достигнуто хорошее соответствие теоретических
и экспериментальных результатов для электронной структуры исследуемых тита-
натов ZrTiO4 и HfTiO4. Результаты теоретических расчетов и рентгеноспектраль-
ных исследований свидетельствуют о сходстве электронной структуры оксидов ZrTiO4
и HfTiO4 и указывают на то, что наибольший вклад в валентную зону этих соедине-
ний осуществляют O2p-состояния, причем их вклад наиболее существенен у потолка
валентной зоны.
Для систем ZrO2−TiO2 и HfO2−TiO2 характерно подобие их фазовых диаграмм [1, 2].
Твердотельные реакции смесей порошков оксидов ZrO2/TiO2 и HfO2/TiO2, приводящие
к синтезу керамических титанатов ZrTiO4 и HfTiO4, требуют продолжительных отжигов
при температурах выше 1400 и 1700 ◦C в случае титаната циркония и гафния, соответст-
венно [1, 3]. Керамические материалы на основе ZrTiO4 и HfTiO4 широко используются
в качестве резонаторов в мобильных системах связи, работающих в микроволновом диапа-
зоне [4, 5], сенсоров влажности [6]. Указанные титанаты являются незаменимыми компонен-
тами при создании оптических приборов, а также широко используются как высокоомные
изоляционные материалы [7]. Авторам работы [8] при спекании оксидов ZrO2, TiO2 и Al2O3
удалось получить композит Al2TiO5−ZrTiO4 с практически нулевым коэффициентом тер-
мического расширения.
Титанаты ZrTiO4 и HfTiO4 — изоструктурные соединения, кристаллизующиеся в ор-
торомбической ячейке со структурой типа α-PbO2 (пространственная группа Pbcn-D14
2h),
в которой атомы титана и циркония/гафния статистически распределяются по эквивален-
тным 4c узлам [9, 10]. Атомы кислорода в указанных титанатах занимают позиции 8d.
Вследствии неупорядоченного распределения металлических атомов по 4c узлам электрон-
ная структура соединений ZrTiO4 и HfTiO4 изучена недостаточно. Следует отметить иссле-
дование авторами [7] рентгеновского OK-спектра поглощения в оксиде HfTiO4. Для ука-
занного титаната вблизи OK-края поглощения удалось обнаружить [7] особенности тонкой
структуры с энергией фотонов ∼530, 533 и 536 эВ. Наличие этих особенностей было объяс-
нено авторами [7] как результат гибридизации незаполненных Ti3d- и Hf5d-состояний с не-
занятыми O2p-состояниями. Рентгеновские фотоэлектронные спектры внутренних Zr3d-,
Ti3p- и O1s-электронов с целью измерения их энергий связи были исследованы в работе [5]
для тонких пленок ZrTiO4, нанесенных на кремниевую подложку.
76 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №7
Целью настоящей работы является исследование энергетического распределения элект-
ронных состояний составных атомов соединений ZrTiO4 и HfTiO4. В настоящей рабо-
те мы использовали возможности самосогласованного кластерного метода по программе
FEFF82 [11]. Полная плотность состояний и парциальные плотности электронных состояний
составных атомов оксидов ZrTiO4 и HfTiO4 рассчитывались с использованием кластеров,
содержащих приблизительно 200 атомов. Параметры решетки (a = 0,4786 нм, b = 0,5476 нм,
c = 0,5028 нм — для ZrTiO4 и a = 0,4758 нм, b = 0,5610 нм, c = 0,5072 нм для HfTiO4)
и положения атомов в элементарной ячейке выбирались в соответствии с кристаллостру-
ктурными данными [9, 10]. Для проверки корректности выполненных теоретических рас-
четов электронная структура соединений ZrTiO4 и HfTiO4 исследовалась также экспери-
ментально с привлечением методов рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФС)
и ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии (РЭС).
Керамические титанаты ZrTiO4 и HfTiO4, исследованные в настоящей работе, были
получены обычным методом спекания оксидов. Стехиометрические смеси порошков TiO2
и ZrO2 (HfO2) предварительно спрессовывались при 180 бар в таблетки диаметром ∼8
и высотой ∼4 мм. На первом этапе синтеза полученные таблетки отжигались на возду-
хе на протяжении 6 ч при 1300 ◦C, на втором — 24-часовой отжиг проводился в тех же
условиях при 1700 ◦C. Рентгеноструктурный анализ, выполненный с помощью дифракто-
метра ДРОН-3.0 (использовалось монохроматизированное Cu Kα-излучение), подтвердил
однофазность синтезированных нами титанатов циркония и гафния.
РФ-спектры валентных и остовных электронов были получены с применением уста-
новки UHV-Analysis-System (SPECS, Германия), оборудованной полусферическим анали-
затором PHOIBOS 150. РФ-спектры возбуждали рентгеновским AlKα-излучением (E =
= 1486,6 эВ). Эффекты поверхностной зарядки образцов учитывали путем измерения энер-
гии связи C1s-остовных электронов от углеводородных адсорбатов (значение энергии их
связи принимали равным 285,0 эВ). Для сравнения были получены также РФ-спектры
остовных электронов в исходных порошках TiO2, ZrO2 и HfO2, которые использовались
при синтезе исследованных титанатов.
Ультрамягкие РЭ OKα- и TiLα-полосы, отображающие, соответственно, энергетиче-
ское распределение O2p- и преимущественно Ti3d-состояний, в титанатах ZrTiO4 и HfTiO4
исследовались с помощью рентгеновского спектрометра РСМ-500. ZrLβ2,15-полосу эмиссии
(преимущественно Zr4d-состояния) в ZrTiO4 исследовали на спектрометре типа СТЕАРАТ.
Энергетическое разрешение спектрометров в области длин волн, соответствующих положе-
нию OKα-, TiLα- и ZrLβ2,15-полос, составляло 0,3–0,4 эВ.
Результаты совмещения кривых полной и парциальных плотностей состояний в преде-
лах валентной зоны и дна зоны проводимости, а также экспериментальных рентгеновских
эмиссионных и фотоэлектронных спектров титанатов ZrTiO4 и HfTiO4 представлены на
рис. 1. Для удобства на указанных рисунках приведены только кривые наиболее значимых
парциальных состояний для каждого атома исследуемых титанатов (вклады Tis, p- и Zrs, p-
(Hfs, p)-состояний в пределах валентной зоны и зоны проводимости ZrTiO4 (HfTiO4), со-
гласно настоящим кластерным расчетам, существенно меньше таковых Op-, Tid- и Zrd-
(Hfd-)состояний). Следует отметить, что в теоретических расчетах электронной структуры
титанатов циркония и гафния уровень Ферми обычно полагают расположенным у потолка
валентной зоны. В настоящей работе для сравнения теоретических и экспериментальных
данных в единой энергетической шкале все теоретические кривые плотностей электронных
состояний на рис. 1 сдвинуты вниз по шкале энергий на величину 2,0 эВ.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №7 77
Рис. 1. Совмещение в единой энергетической шкале кривых полной и парциальных плотностей состояний,
а также рентгеновских эмиссионных и фотоэлектронных спектров соединений ZrTiO4 (а), HfTiO4 (б )
Из рис. 1 видно сходство электронной структуры соединений ZrTiO4 и HfTiO4. Фор-
ма кривых общей плотности состояний в ZrTiO4 и HfTiO4 свидетельствует о преимуще-
ственном вкладе O2p-состояний в валентную зону титанатов. O2p-состояния вносят вклад,
главным образом, в верхней части валентной зоны (в пределах от −2,0 до −10,0 эВ) обоих
исследованных титанатов. Вышеупомянутые состояния вносят существенный вклад также
и в других энергетических областях в пределах валентной зоны оксидов ZrTiO4 и HfTiO4.
Из рис. 1, а видно, что Zr4d- и Ti3d-состояния вносят основной вклад соответственно в цен-
тральную и верхнюю части валентной зоны ZrTiO4. Эта особенность характерна и для
энергетического распределения Hf5d- и Ti3d-состояний в области валентной зоны HfTiO4
(рис. 1, б ).
Результаты теоретических кластерных расчетов оксидов ZrTiO4 и HfTiO4 по программе
FEFF82 хорошо согласуются с экспериментальными данными для этих соединений, выпол-
ненных методами РФС и РЭС. Как видно из рис. 1, в согласии с теоретическими данными,
экспериментальные результаты свидетельствуют о том, что основной вклад O2p- и Ti3d-сос-
тояний наблюдается в верхней части валентной зоны ZrTiO4 и HfTiO4, в то время как вклад
Zr4d-состояний преобладает в центральной части валентной зоны титаната циркония. Все
вышеуказанные состояния также вносят определенный вклад и в других энергетических
диапазонах в пределах валентной зоны изучаемых титанатов.
78 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №7
Рис. 2. РФ-спектры остовных Ti2p- (а), Zr3d- (б ) и Hf4f - (в) электронов в ZrTiO4 и HfTiO4 титанатах (для
сравнения представлены также аналогичные спектры оксидов TiO2, ZrO2 и HfO2)
Главным отличием электронной структуры титанатов циркония и гафния является на-
личие достаточно интенсивной полосы, связанной с вкладом Hf4f -состояний для соединения
HfTiO4. Вклад Hf4f -состояний преобладает вблизи дна валентной зоны указанного титана-
та. Необходимо отметить, что в HfTiO4 спектр Hf4f7/2,5/2-остовных электронов, возбужден-
ный рентгеновским излучением AlKα3,4-сателлитов, накладывается на РФ-спектр валент-
ных электронов в этом соединении. В результате этого РФ-спектр валентных электронов
соединения HfTiO4, представленный на рис. 1, б содержит особенности тонкой структуры A
и B, причина появления которых указана выше.
РФ-спектры остовных Ti2p-, Zr3d- и Hf4f -электронов исследуемых титанатов циркония
и гафния представлены на рис. 2. На этом же рисунке для сравнения представлены так-
же аналогичные спектры оксидов TiO2, ZrO2 и HfO2. Как видно из рис. 2, РФ-спектры
остовных Ti2p-, Zr3d- и Hf4f -электронов в изучаемых титанатах являются спин-дублета-
ми, причем значения энергий связи Ti2p3/2-, Zr3d5/2- и Hf4f7/2-электронов соответствуют
титану, цирконию и гафнию с формальной валентностью +4 [12]. Из рис. 2 видно, что
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №7 79
при переходе от ZrTiO4 к HfTiO4 энергия связи внутренних Ti2p-электронов не изменяется
в пределах точности настоящих исследований.
1. McHale A. E., Roth R. S. Low-Temperature Phase Relationships in the System ZrO2−TiO2 // J. Am.
Ceram. Soc. – 1986. – 69. – P. 827–832.
2. Coutures J. P., Coutures J. The System HfO2−TiO2 // J. Am. Ceram. Soc. – 1987. – 70. – P. 383–387.
3. Tilloca G. Ultralow expansion ceramics in the HfO2−TiO2 system synthesized by an hydrolysis and
polycondensation technique // J. Mater. Sci. – 1992. – 27. – P. 5671–5675.
4. Jammy R., Wills L.A. High frequency electrical characterization of BST capacitors // Integr. Ferroelectr. –
1997. – 15. – P. 235–243.
5. Victor P., Krupanidhi S. B. Impact of microstructure on electrical characteristics of laser ablation grown
ZrTiO4 thin films on Si substrate // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2005. – 38. – P. 41–50.
6. Cosentino I.C., Muccillo E.N. S., Muccillo R. Development of zirconia-titania porous ceramics for humidity
sensors // Sensors Actuators B. – 2003. – 96. – P. 677–683.
7. Fulton C.C., Lucovsky G., Zhang Y. et al. Studies of the coupling of final d*-states in mixed Hf and Ti
oxides (HfO2)x(TiOx)1−x and other complex oxides // J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. – 2005. –
144 – 147. – P. 913–916.
8. Kim I. J., Kim H.C. Zero level thermal expansion materials based on ZrTiO4−Al2TiO5 ceramics synthesi-
zed by reaction sintering // J. Ceram. Processing Research. – 2004. – 5. – P. 308–312.
9. Harari A., Bocquet J. P., Huber M., Collongues R. Structure cristalline de l’oxyde mixte HfTiO4 // Compt.
Rend. Hebd. des Seances de l’Acad. Sci., Série C. – 1968. – 267. – P. 1316–1318.
10. Siggel A., Jansen M. ZrSn0,5Ti0,5O4 als Wirtsstruktur für keramische Farbkörper. Strukturuntersuchungen
an ZrTiO4 und ZrSn0,5Ti0,5O4 // Z. Anorg. Allgem. Chem. – 1990. – 582. – P. 93–102.
11. Ankudinov A.L., Ravel B., Rehr J. J., Conradson S.D. Real-space multiple-scattering calculation and
interpretation of x-ray-absorption near-edge structure // Phys. Rev. B. – 1998. – 58. – P. 7565–7576.
12. Нефедов В.И. Рентгеноэлектронная спектроскопия химических соединений: Справочник. – Москва:
Химия, 1984. – 256 с.
Поступило в редакцию 13.12.2011Донской государственный технический
университет, Ростов-на-Дону
Институт проблем материаловедения
им. И.М. Францевича НАН Украины, Киев
А.О. Лаврентьєв, П.М. Шкумат, К. I. Копилова, Б.В. Габрельян,
I.Я. Нiкiфоров, Т. М. Бондаренко, О. Ю. Хижун
Рентгенiвськi спектри та особливостi електронно-енергетичної
структури оксидiв ZrTiO4 i HfTiO4
Дослiджено рентгенiвськi емiсiйнi (РЕ) TiLα-, OKα- i ZrLβ2-смуги, а також рентгенiвськi
фотоелектроннi (РФ) спектри валентних та остовних електронiв оксидiв ZrTiO4 i HfTiO4.
Вказанi вище РЕ-смуги та РФ-спектри валентних електронiв зiставленi в єдинiй енер-
гетичнiй шкалi з результатами кластерних розрахункiв титанатiв цирконiю i гафнiю.
Досягнута хороша вiдповiднiсть теоретичних та експериментальних результатiв для
електронної структури дослiджуваних титанатiв ZrTiO4 i HfTiO4. Результати теоре-
тичних розрахункiв та рентгеноспектральних дослiджень свiдчать про подiбнiсть елект-
ронної структури оксидiв ZrTiO4 i HfTiO4 та вказують на те, що найбiльший внесок у ва-
лентну зону цих сполук здiйснюють O2p-стани, причому їх внесок найбiльш iстотний по-
близу верхньої частини валентної зони.
80 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2012, №7
A.A. Lavrent’yev, P.N. Shkumat, E. I. Kopylova, B.V. Gabrel’yan,
I. Ya. Nikiforov, T.N. Bondarenko, O. Yu. Khizhun
X-Ray spectra and electronic-energy structure of ZrTiO4 and HfTiO4
oxides
X-ray emission (XE) OKα, TiLα, and ZrLβ2 bands, as well as X-ray photoelectron (XP) valence-
band and core-level spectra, have been derived for ZrTiO4 and HfTiO4 oxides. The above XE bands
and XP valence-band spectra have been compared on a single energy scale with the results of cluster
calculations of zirconium and hafnium titanates. A good agreement of the theoretical and experi-
mental results regarding the electronic structure of ZrTiO4 and HfTiO4 has been achieved. Both the
theoretical data and X-ray results show the similarity of the electronic structure of both titanates
and indicate that their valence bands are dominated by the contributions of O2p states. These states
contribute predominantly in the upper portion of the valence band.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2012, №7 81
|