Akadēmiskais centrs
Tēma: “Radiācijas punktveida defektu modelēšana un raksturošana α-Al2O3 un MgAl2O4 kristālos no pirmajiem principiem”.
Darba zinātniskais vadītājs: Dr. rer. nat. Deniss Grjaznovs.
Anotācija:
Korundam (α-Al2O3) un Mg-Al špinelim (MgAl2O4) piemīt augsta radiācijas stabilitāte, kas padara tos par perspektīviem materiāliem augsto enerģiju kodoltehnoloģijām un nākotnes kodolsintēzes reaktoriem kā aizsargpārklājums pret vieglo gāzu caurspiešanos un litija sakausējumu izraisāmo koroziju. Neskatoties uz šo materiālu plašo pielietojumu un nozīmi, attiecīgo punktveida defektu struktūra joprojām nav labi izpētīta no teorijas viedokļa. Radiācijas izraisītas izmaiņas korunda strukturālās un optiskās īpašībās ir galvenokārt saistītas ar skābekļa vakancēm un komplementāriem Frenkeļa pāru defektiem (vakance + starpmezglu skābekļa atoms). Kamēr skābekļa vakances ir labi izpētītas un viegli identificējamas, komplementārais defekts – starpmezglu skābekļa atoms – līdz šīm nebija detalizēti aprakstīts gan eksperimentāli, gan teorētiski. Špineļa kristāliem situācija ir līdzīgā, bet tur paradās vēl viens defektu klāsts – antisaita defekti, kas arī spēlē svarīgo lomu materiāla radiācijas izturībā. Izmantojot CRYSTAL17 kodu, kas balstās uz hibrīda blīvuma funkcionāļa teoriju (Density Functional Theory, DFT) un atomāro orbitāļu lineāro kombināciju (Linear Combination of Atomic Orbitals, LCAO), darba tika izpētīti radiācijas defekti α-Al2O3 struktūrā: gan F-centri, gan starpmezglu skābekļa atomu defekti dažādos lādiņu stāvokļos. Tika analizēts lādiņa sadalījums Al un O apakšrežģos, defektu ģeometrija, kā arī noteikta rekombinācijas enerģijas barjera, kas raksturo primāro defektu stabilitāti. Tika piedāvāta arī Ramana spektroskopijas pielietošana defektu identificēšanai. Tika noteikta skābekļa defekta rekombinācijas enerģijas barjera MgAl2O4, kā arī aprēķināti dažādu atsevišķo kationu antisaitu un vakanču defektu kombināciju (V-centru) EPR parametri. Efektīvs aprēķinu un eksperimentālo rezultātu salīdzinājums ļāva dziļāk izprast α-Al2O3 un MgAl2O4 punktu defektu uzvedību, kas var būt arī attiecināma uz visu oksīdu materiālu klāstu.
Recenzenti:
Dr. sc. ing. Andris Guļāns (Latvijas Universitāte)
Dr. Theo Scherer (Karlsrūes Tehnoloģiju institūts, Vācija)
Dr. Mikhail Brik (Tartu universitāte, Igaunija).
Ar promocijas darbu var iepazīties LU Bibliotēkā, Raiņa bulvārī 19. Dalība sēdē ar iepriekšēju pieteikšanos, rakstot uz sintija.silina@lu.lv līdz 2023. gada 16. maijam.
 Fizikas un astronomijas zinātnes nozares specializētās promocijas padomes atklātā sēdē klātienē LU Cietvielu fizikas institūta (Ķengaraga iela 8) konferenču zālē, kā arī attālināti, ALEKSANDRS PLATOŅENKO aizstāvēs promocijas darbu zinātnes doktora grāda (Ph.D.) iegūšanai dabaszinātnēs.){kind=link}