Журнал фізичних досліджень 23(2), Стаття 2301 [7 стор.] (2019) DOI: https://doi.org/10.30970/jps.23.2301 ЕЛЕКТРОННА СТРУКТУРА ТА Х-ПРОМЕНЕВІ СПЕКТРОСКОПІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ СПОЛУКИ HfFe2Si2 І. Д. Щерба1, В. М. Антонов2, О. В. Жак1, Л. В. Бекенов2, М. В. Ковальська1, Н. Нога3, Д. Узкокович4, Б. М. Яцик5 1Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Кирила і Мефодія, 6/8, 79005, Львів, Україна 2Інститут металофізики НАН України, вул. Вернадського, 36, 03142, Київ, Україна 3Інститут техніки, Педагогічний університет, вул. Подхоронжих, 2, 30084, Краків, Польща 4Інститут техніки, САНУ, Белград, Сербія 5Львівський національний університет ветеринарної медицини і біотехнології, Львів, Україна

Методом Х-променевої спектроскопії вперше досліджено електронну структуру валентної зони сполуки HfFe$_2$Si$_2$. Унікальність цієї сполуки полягає в тому, що вона разом з інтерметалідом ScFe$_2$Si$_2$ має кристалічну структуру, відмінну від широко розповсюдженого типу CeGa$_2$Al$_2$.

Для сполуки HfFe$_2$Si$_2$ методом ЛМТО з метою одержання розподілу інтенсивностей у рентґенівських емісійних спектрах ми вперше розрахували повну та парціальну густини електронних станів гафнію, заліза та кремнію. Розрахунок здійснено у 209-х точках 1/16 зони Бріллюена в напіврелятивістському наближенні. Обмінний потенціал вибирали в наближенні Барта-Гедіна. Зіставлення розрахованих та експериментально одержаних рентґенівських смуг для більшості випадків ілюструє задовільне узгодження. Дослідженій сполуці притаманно те, що залізо і кремній мають по дві кристалічно нееквівалентні позиції. Як відомо, рентґенівські експериментальні спектри не дають змоги розділити внески в загальну густину станів від кожної з компонент. Це можна зробити лише теоретичними розрахунками. У роботі представлено суміщені в єдиній енерґетичній шкалі спектри заліза і кремнію. Високоенерґетична частина спектра кремнію відображає $d$-густину станів заліза, які проявляються у спектрі внаслідок гібридизації з $s$-станами кремнію.

Ступінь гібридизації істотно залежить від найближчого оточення кремнію, і в Sі2 інтенсивність цього максимуму є значно нижчою, ніж у Sі1. Установлено, що дно валентної зони сформовано $s$-станами кремнію, які гібридизуються з $p$-станами заліза. На відміну від електронної конфіґурації кремнію в елементному стані ($s^2p^2$) та в кристалічному стані ($s^1p^3$), у сполуці HfFe$_2$Si$_2$ становить ($s^{1.1}$$p^{1.5}$).}

PACS number(s): 32.30.-r, 71.20.Be

pdf

1. Ya. P. Yarmolyuk, L. A. Lysenko, E. I. Gladyshevskyii, Sov. Phys. Crystallogr. 21, 473 (1976).
2. E. I. Gladyshevskyj, O. I. Bodak, Crystal Structure of the Rare Earth Intermetallic Compounds (Vyshcha Shkola,Lviv, 1982) [in Russian].
3. Z. Ban, M. Sikirica, Acta Crystallogr. 18, 594 (1965).
4. E. I. Gladyshevskij, B. Ja. Kotur, O. I. Bodak, V. P. Skvorchuk, Dop. Akad. Nauk URSR A 8, 751 (1977) [in Ukrainian].
5. L. Akselrud, Yu. Grin, J. Appl. Crystallogr. 47, 803 (2014);
   CrossRef
6. N. Wiberg, Lehrbuchder Anorganischen Chemie (Walter de Gruyter, Berlin, 1995), p. 1838.
7. I. D. Shcherba et al., J. Electron. Spectrosc. Relat. Phenom. 131--132, 125 (2003);
   CrossRef
8. U. Von Barth, L. Hedin, J. Phys. C 5, 1629 (1972);
   CrossRef
9. P. J. W. Weijs et al., Z. Phys. B Condens. Matter 78, 423 (1990);
   CrossRef
10. P. J. W. Weijs et al., Phys. Rev. B 44, 8195 (1991);
    CrossRef
11. I. Jarrige, N. Capron, P. Jonnard, Phys. Rev B 79, 035117 (2009);
    CrossRef
12. I. D. Shcherba, V. N. Antonov, B. Y. Kotur, J. Alloys Comp. 242, 58 (1996);
    CrossRef
13. I. D. Shcherba et al., J. Electron Spectrosc. Rel. Phenom. 212, 5 (2016);
    CrossRef