Рентгеновские спектры и особенности электронно-энергетической структуры оксидов ZrTiO₄ и HfTiO₄

Abstract

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.