Neutron diffraction study of atomic and magnetic structures  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
42495
Type K
Principal investigator Sváb, Erzsébet
Title in Hungarian Atomi- és mágneses szerkezetek neutrondiffrakciós vizsgálata
Title in English Neutron diffraction study of atomic and magnetic structures
Panel Physics
Department or equivalent Neutron Physics Dept. (Research Institute for Solid State Physics and Optics Hung. Acad. Sci.)
Participants Kőszegi, László
Mészáros, György
Pusztai, László
Somogyvári, Zoltán
Starting date 2003-01-01
Closing date 2007-12-31
Funding (in million HUF) 9.400
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Különböző, modern technológiákkal előállított polikristályos anyagok atomi és mágneses szerkezetének jellemzőit határoztuk meg neutrondiffrakciós mérések Rietveld-módszerrel történő illesztésével. Megállapítottuk, hogy a Sc-mal adalékolt hexaferritben alacsony hőmérsékleten inkommenzurábilis mágneses szerkezet alakul ki. A periódushosszra 98 Å adódott, a kúp nyílásszögére pedig 40º-ot kaptunk. Kimutattuk, hogy a FeAl2 ötvözet anomális mágneses viselkedését inkommenzurábilis mágneses szerkezete okozza, szemben az irodalomban elterjedt spinüveg állapottal. A töltésrendeződés okozta rácstorzulás - kristály-szimmetriaváltozások - és a lehetséges töltés-és mágneses rendeződést tanulmányoztuk a hőmérséklet függvényében különböző összetételű Bi-alapú manganát-oxid perovszkitokban. Nem-lineáris optikai tulajdonságokkal rendelkező ittrium-aluminumborát kristály szerkezeti paramétereit határoztuk meg Er ill. Yb dópolás hatására. Különböző összetételű nátrumboroszilikát alapű üvegeket állítottunk elő, és a szerkezet jellemzőit vizsgáltuk neutrondiffrakciós módszerrel és a kísérleti adatok fordított Monte Carlo (RMC) szimulációjával. Meghatároztuk a hálószerkezet legfontosabb paramétereit, a parciális atomi párkorrelációs függvényeket, a kötéstávolságokat, a koordinációs számokat, a szerkezetet felépítő egységeket, és egyszerűbb összetételekre a kötésszög- és gyűrűeloszlást is. Sikeresen adalékoltunk UO3-at az üvegbe, és azt tapasztaltuk, hogy az urán beépül a hálószerkezetbe és stabilizálja az üveg szerkezetét.
Results in English
We have determined the characteristic atomic and magnetic structure parameters for various polycrystalline materials prepared by novel techniques using neutron and x-ray diffraction experimental techniques, and Rietveld analysis data treatment. Formation of an incommensurate magnetic order with 98 Å periodicity length and 40º cone angle has been established in the Sc-substituted hexaferrite. The anomalous magnetic behaviour of FeAl2 alloy was explained by an incommensurate magnetic structure instead of the commonly accepted spin glass structure. Lattice distortion, crystal symmetry changes and charge-magnetic ordering effects were analysed in Bi-based manganese oxide perovskites in dependence of temperature. Changes in lattice parameters and atomic positions were analysed in Er and Yb substituted Yttrium-Aluminum borates. Sodium borosilicate matrix glasses are known as most suitable materials for radioactive waste material storage. We have successfully prepared these matrix glasses with various compositions, and the network structure was analysed by reverse Monte Carlo (RMC) simulation of the neutron diffraction spectra. Several partial atomic pair correlation functions have been revieled, and the characteristic parameters were determined, like the atomic bond distances, coordination numbers, the basic structural units, and for the simple glasses the bond angle- and the ring size distributions, as well. It was found that addition of UO3 stabilizes the network structure.
Full text http://real.mtak.hu/628/
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kőszegi L, Somogyvári Z, van Dijk NH, Rekveldt MT: Neutron depolarisation study of nanocrystalline Fe73.5Nb3Cu1Si13.5B9 alloy, Physica B 335, 140-142, 2003
M. Fábián, E. Sváb, E. Veress: Mátrixüvegek szerkezetvizsgálata fordított Monte Carlo szimulációval (Structural modelling of matrix glasses with reverse Monte Carlo simulation, in Hungarian), Proc. EMT IX. International Conf. of Chemistry, Cluj, Romania, November 2003 (Ed. Hungarian Technical Sc. Society Transylvania), pp. 277-280,, 2003
M. Fábián, E. Sváb, Gy. Mészáros, L. Kőszegi, E. Veress: Boroszilikátüvegek neutrondiffrakciós szerkezetvizsgálata és modellezése (Neutron diffraction study and modelling of borosilicate glasses, in Hungarian), Proc. EME Technical Meeting, March 2004, Cluj, Romania, (Ed. G. Sipos, Trans. Techn. Comm.) pp. 29-32, 2004
K. Krezhov, D. Kovacheva, E. Sváb, F. Bourée, M. Mikhov: Structural distortions and charge/orbital ordering in Bi0.25Ho0.25Ca0.5MnO3, Physica B 350, e13-e17, 2004
E. Sváb, Gy. Mészáros, Z. Somogyvári, E. Beregi , F. Bouree: Neutron diffraction study of rare earth substituted powdered YAl3(BO3)4 crystals, Acta Crystallographica, A60 s296, 2004
L. Temleitner, Gy. Mészáros, L. Pusztai, E. Sváb: Neutron diffraction studies of molecular liquids using the new detector system of the PSD diffractometer at the Budapest Research Reactor, Physica B 350, e865-e867, 2004
M. Fábián, E. Sváb, Gy. Mészáros, L. Kőszegi, E. Veress: Neutron diffraction study and RMC modelling of borosilicate matrix glasses, Acta Crystallographica, A60, s254, 2004
E. Sváb, Gy. Mészáros, Z. Somogyvári, K. Krezhov, I. Sajó, F. Bourée, I. Dézsi, Cs. Fetzer and Á. Gombkötő: Vacancy distribution in maghemite, Acta Crystallographica, A60, s241, 2004
K. Krezhov, E. Sváb, Gy. Mészáros, F. Bourée, Z. Somogyvári, P. Konstantinov, I. Nedkov: Crystal and magnetic order in nanosized transition-metal oxides, Acta Crystallographica A60, s104, 2004
M. Fábián, E. Sváb, E. Veress: Radioaktiv hulladékok tárolására alkalmas boroszilikát üvegek neutrondiffrakciós szerkezetvizsgálata, Proc. EMT X. International Conf. of Chemistry, Cluj, Romania, November 2004 (Ed. Hungarian Technical Sc. Society Transylvania), pp. 267-270, 2004
D. Tzankov, D. Kovacheva, K. Krezhov, R. Puzniak, A. Wisniewski, E. Sváb, M. Mikhov: Magnetic and transport properties of Bi0.5Ca0.5FexMn1-xO3 (0£x£0.6), J. Phys.: Condens Matter, 17, 4319-4332, 2005
K.A. Krezhov, D. Kovacheva, E. Svab, F. Bourée: Neutron powder diffraction study of a system of half hole-doped bismuth-based calcium manganites at room temperature, J. Phys.: Condens Matter, 17, S3139-S3147, 2005
M. Fábián, E. Sváb, Gy. Mészáros, L. Kőszegi, E. Veress: Boroszilikát üvegek szerkezeti egységeinek vizsgálata nagy Q-tartományban végzett mérések alapján (Study of glass network in sodium borosilicate glasses from high Q-range, Proc. EMT XI. International Conf. of Chemistry, Cluj, Romania, November 2005 (Ed. Hungarian Technical Sc. Society Transylvania), pp. 211-214, 2005
M. Fábián, E. Sváb, Gy. Mészáros, L. Kőszegi, L. Temleitner, E. Veress: Structure study of borosilicate matrix glasses, Zeitschrift für Kristallographie, Suppl.23, 461-466, 2006
D. Kaptás, E. Sváb, Z. Somogyvári, G. Andre, L.F. Kiss, J. Balogh, L. Bujdosó, T. Kemény, and I. Vincze: Incommensurate antiferromagnetism in FeAl2: Magnetic, Mössbauer and, neutron diffraction measurements, Phys. Rev. B 73, 012401, 2006
Z. Somogyvári, E. Sváb, K. Krezhov , L.F. Kiss, D. Kaptás, I. Vincze, E. Beregi, F. Bourèe: Non-collinear magnetic order in a Sc-substituted barium- hexaferrite, J Magn Magn Materials, 304, e775-e777, 2006
M. Fábián, E. Sváb, Gy. Mészáros, Zs. Révay and E. Veress: Neutron diffraction study of sodium borosilicate waste glasses containing uranium, J. Non-Cryst. Solids 353, 2084-2089, 2007
M. Fábián, E. Sváb, Gy. Mészáros, Zs. Révay and E. Veress: Neutron diffraction study of sodium borosilicate waste glasses containing uranium, J. Non-Cryst. Solids-353, 1941-1945, 2007
M. Fábián, P. Jóvári, Gy. Mészáros, E. Sváb, T. Proffen, E. Veress: Network structure of 0.7SiO2-0.3Na2O glass from neutron and x-ray diffraction and RMC modelling, J. Phys.: Cond. Matter 19, 335209(11pp), 2007
E. Beregi, I. Földvári, E. Sváb, Gy. Mészáros, P. Solarz, G. Dominiak-Dzik: Effect of Er3+ concentration on the structure and spectroscopic properties of Er:YAB crystals, Proc. 3rd Int. Conf. Crystal-physics of 21 centary, Chernogolovka, Russia, 21-24 November 2006 (Ed: State University of Technology and Russian Academy of Sciences, Moscow, 2006
M. Fábián, E. Sváb, Th. Proffen and E. Veress: Structure study of multi-component borosilicate glasses from high-Q neutron diffraction measurement and RMC modelling, J. Non-Cryst. Solids - accepted, 2008
E. Sváb, M. Fábián, E. Veress, Th. Proffen: Short- and intermediate range order in borosilicate waste glasses, Acta Cryst. A63, s58-59, 2007
M. Fábián, E. Sváb, Th. Proffen, E. Veress: Radioactive waste stored in borosilicate glasses, Abstract of International Atomic Agency Meeting, 17, May, Budapest, 2007
M. Fábián, E. Veress, Ioan Bratu, E.Culea, Emil Indrea, E. Sváb: New borosilicate glasses developed as host media for actinides immobilization, Int. Conf. Chemical Societies of the South-East European Countries (ICOSECS 5 -), Ohrid-Macedonia, September, 2006
I. Bratu, E. Indrea, E.Culea, M. Fábián, E. Veress, E. Sváb: Structural characterization of and Ce3+/Ce4+ redox equilibrium in simulated HLW borosilicate glasses, 5th Int. Conf. on Inorganic Materials, Ljubljana, September 22-26, 2006



Back »