Проект направлен на решение фундаментальной проблемы современного естествознания — выявление связей «состав–структура–свойства», как основы для решения геологических задач и создания новых материалов с улучшенными свойствами. В настоящее время актуален поиск линейных пироэлектриков (к которым относится турмалин) обладающих спонтанной поляризацией во всей температурной области существования в кристаллическом состоянии и стабильных к воздействию электрических полей. Синтетические аналоги турмалинов, обогащенных двух (стронций), трех (неодим, лантан, европий, иттербий) и четырехвалентными (титан, олово) металлами, к настоящему времени не получены, их кристаллохимия и физические свойства (в первую очередь, электрические) не изучены.
Впервые синтезированы и детально охарактеризованы турмалины, содержащие трехвалентные лантаноиды (La, Nd, Eu и Yb). Показано, что концентрация лантаноидов в синтетических турмалинах может достигать ~8 мас.% Ln2O3, а их содержание подчиняется отношению Yb <La < Nd <Eu. Содержание лантаноидов в синтетических турмалинах, полученных при низком давлении, в 2–3 раза выше, чем в экспериментах при высоком давлении. Синтетические турмалины с высоким содержанием Nd и Eu проявляют фотолюминесцентные свойства (синий и фиолетовый цвета люминесценции для Nd и Eu соответственно), что подтверждает трехвалентное состояние лантаноидов в структуре турмалина. Данные рентгеноструктурного анализа показывают, что Eu и Nd занимают 9-координированный X-полиэдр в структуре турмалина.
На основании оригинальных и опубликованных данных показано, что одним из основных факторов, определяющих пироэлектрические свойства турмалина, является валентность катионов, заселяющих октаэдрические позиции в структуре турмалина. Показано, что значение пироэлектрического коэффициента Na-турмалинов обратно пропорциональны количеству двухвалентных катионов (Mg, Fe) и прямо пропорциональны количеству трехвалентных катионов (Al).
Впервые синтезированы и детально охарактеризованы La, Nd, Eu и Yb –содержащие турмалины. Показано, что валентность катионов в октаэдрической координации является одним из основных факторов, определяющих пироэлектрические свойства турмалина.
Чернышова И.А.: изучение природных турмалинов методом зондового микроанализа, уточнение ориентировок монокристальных пластинок турмалина, измерение пироэлектрических свойств турмалинов. Подготовлены два доклада на конференциях (устный и стендовый), одна статья.
Исследования по направлению минералы как перспективные материалы предполагает междисциплинарный подход. Работы проводятся с геологическими объектами методами физики твердого тела.
| Acronym | PresidentMK_2021 - 1 |
|---|
| Status | Finished |
|---|
| Effective start/end date | 21/04/21 → 31/12/21 |
|---|
