Научная тема: «ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ, ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ РЯДОВ АЛМАЗОПОДОБНЫХ СОЕДИНЕНИЙ»
Специальность: 02.00.04
Год: 2009
Отрасль науки: Физико-математические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Классификационная схема построения изоэлектронных рядов алмазоподоб-ных соединений, позволяющая проследить изменение электронного строения и химической связи, обусловленное изменением химического состава путем по­следовательного изовалентного и гетеровалентного замещения атомов в под-решетках кристалла, а также предсказать возможность существования новой группы тройных соединений со структурой халькопирита из элементов IV6 по­дгруппы.
  2. Метод анализа электронного строения сложных соединений, реализуемый на языке зонных спектров, электронной плотности кристалла и его подрешеток, который дает наглядное представление о формировании структуры валентной зоны кристалла, вследствие возникновения химической связи между атомами в различных подрешетках.
  3. Результаты систематических первопринципных исследований электронного строения рядов, составляющих содержание разработанной классификационной схемы, позволившие установить рядовые зависимости параметров зонных спектров, химической связи, предсказать существование и исследовать электронное строение гипотетических соединений.
  4. Взаимосвязь тетрагонального сжатия в кристаллах со структурой халькопи­рита с электронным строением и химической связью: увеличение тетрагональ­ного сжатия коррелирует с уменьшением длины связей A-X и B-X, что обуслов­лено размерами взаимодействующих атомов и тетраэдрическим ближним по­рядком; наличие большого тетрагонального сжатия приводит к смещению вершины валентной зоны из центра зоны Бриллюэна в боковые точки (T, N или др.), и изменению структуры и состава второй подзоны разрешенных валент­ных зон, которая имеет четыре ветви, а не две, как в классических халькопири­тах и наряду с ^-состояниями атомов B содержит вклады //-состояний атомов X.
  5. Вычисленные мнимые части диэлектрической проницаемости е2 (E) для ряда тройных соединений с решеткой халькопирита и результаты их сопоставления с экспериментальными данными показавшие, что основные особенности опти­ческих спектров в ультрафиолетовой области этих соединений хорошо интер­претируются в модели междузонных переходов и позволяют уверенно устано­вить их происхождение в области близкой к краю фундаментального поглощения.
  6. Вычисленные фононные частоты для изоэлектронных рядов соединений с решеткой халькопирита типа ABX2, содержащих атомы щелочных металлов, показавшие, что фононные спектры этих кристаллов отражают изменения хи­мической связи в тетраэдрах AX4, BX4, A2XB2, что обусловлено изменением хи­мического состава соединений: для кристаллов LiAlTe2, LiGaTe2, LiInTe2 ос­новные отличия прослеживаются в среднечастотном диапазоне, где существен­ный вклад дают колебания атомов Al, Ga и In; спектр фононных частот кри­сталлов LiPN2 и NaPN2 имеет нетипично широкий для семейства халькопирита диапазон; подобие высокочастотной части спектров обоих соединений, где преобладает вклад колебаний атомов азота и фосфора, объясняется сильной ко-валентной связью между этими атомами.
  7. При образовании соединений A4X4  атомный номер элемента X всегда меньше, чем у элемента A. В двухкатионных соединениях A B X2 и A B X2 катион B имеет меньший атомный номер, чем катион A, для кристаллов A1 B1 X2 - наоборот. Предсказано существование соединений типа A4 B4 X2 со структурой халькопирита, особенности электронного строения которых рас­смотрены на примере кристалла GeSiC2.
  8. Исследованные закономерности влияния d-состояний атомов Zn, Cd и Ag на структуру валентных зон соединений с решеткой халькопирита: увеличение ширины d-зон с ростом атомного номера аниона (P, As, Sb) в изокатионных рядах, что в большей степени обусловлено эффектом spd-гибридизации между соответствующими состояниями атомов; учет спин-орбитального взаимодействия приводит к двукратному уширению d-зон.
Список опубликованных работ
1.Басалаев, Ю. М. Энергетическая зонная структура и плотность электронных состояний ZnGeAs2 и ZnSnAs2 / Ю. М. Басалаев, М. Л. Золотарев, А. С. Поплав-ной // Известия вузов. Физика. - 1986. - №2. - С.103-106.

2.Басалаев, Ю. М. Теория температурной зависимости энергетических уровней в полупроводниковых соединениях A B C 2 / Ю. М. Басалаев, Ю. И. Полыгалов, А. С. Поплавной // Ред. журн. «Изв. вузов. Физика». - Томск, 1987 - 17 с. Деп. в ВИНИТИ, 17.10.87, № 7352-87.

3.Полыгалов, Ю. И. Зонная структура, плотность состояний и оптические свой¬ства ZnSnAs2, CdGeAs2, CdSnAs2, ZnSnSb2 / Ю. И. Полыгалов, Ю. М. Басалаев, М. Л. Золотарев, А. С. Поплавной // Ред. журн. «Изв. вузов. Физика». - Томск, 1987 - 71 с. Деп. в ВИНИТИ, 17.10.87, № 7351-В87.

4.Полыгалов, Ю. И. Зонная структура и плотность электронных состояний ZnSnSb2 / Ю. И. Полыгалов, Ю. М. Басалаев, М. Л. Золотарев, А. С. Поплавной // Физика и техника полупроводников. - 1989. - Т.23. - №2. - С.279-282.

5.Басалаев, Ю. М. Распределение заряда валентных электронов и химическая связь в ZnSnAs2, CdGeAs2, CdSnAs2 и ZnSnSb2 с учетом спин-орбитального взаимодействия / Ю. М. Басалаев, М. Л. Золотарев, Ю. И. Полыгалов, А. С. По¬плавной // Ред.журн. «Изв. вузов. Физика». - Томск, 1989 - 25 с. Деп. в ВИ¬НИТИ, 02.03.89, № 1462-В89.

6.Басалаев, Ю. М. Зонная структура, оптические свойства и распределение за¬ряда валентных электронов в CdSiAs2 / Ю. М. Басалаев, М. Л. Золотарев, Ю. И. Полыгалов, А. С. Поплавной // Физика и техника полупроводников. - 1990. -Т.24. - №5. - С.916-920.

7.Басалаев, Ю. М. Заряды на связях и структурные особенности кристаллов A B C Ю. М. Басалаев, М. Л. Золотарев, Ю. И. Полыгалов, А. С. Поплавной // Журнал структурной химии. - 1991. - Т.32. - №4. - С.98-101.

8.Басалаев, Ю. М. Температурная зависимость энергетических уровней в по лупроводниковых соединениях A2B4C52 / Ю. М. Басалаев, Ю. И. Полыгалов, А. С. Поплавной // Физика и техника полупроводников. - 1991. - Т.2. - № 5. - С.952-954.

9.Журавлев, Ю. Н. Зонная структура щелочно-галоидных кристаллов. I. Валентные зоны и химическая связь / Ю. Н. Журавлев, Ю. М. Басалаев, А. С. Поплавной // Ред. журн. «Изв. вузов. Физика». - Томск, 1999 - 61 с. Деп. В ВИНИТИ, 17.12.99, № 3772-В99.

10.Журавлев, Ю. Н. Зонная структура щелочно-галоидных кристаллов. II. Зоны проводимости и оптические свойства / Ю. Н. Журавлев, Ю. М. Басалаев, А. С. Поплавной // Ред. журн. «Изв. вузов. Физика».- Томск, 1999- 32 с. Деп. в ВИНИТИ, 17.12.99, № 3773-В99.

11.Журавлев, Ю. Н. Электронная структура оксидов и сульфидов магния и кальция / Ю. Н. Журавлев, Ю. М. Басалаев, А. С. Поплавной // Ред. журн. «Изв. вузов. Физика». - Томск, 2000 - 26 с. Деп. в ВИНИТИ, 03.03.00, № 576-В00.

12.Журавлев, Ю. Н. Особенности формирования электронной плотности в кри¬сталлах с решеткой NaCl / Ю. Н. Журавлев, Ю. М. Басалаев, А. С. Поплавной // Журнал структурной химии. - 2001. - Т.42. - №2. - С.210-216.

13.Журавлев, Ю. Н. Электронное строение оксидов и сульфидов щелочных ме¬таллов / Ю. Н. Журавлев, Ю. М. Басалаев, А. С. Поплавной // Известия вузов. Физика.- 2001. - №4.- C.56-60.

14.Журавлев, Ю. Н. Применение метода подрешеток к анализу химической связи в пероксидах щелочных металлов / Ю. Н. Журавлев, Ю. М. Басалаев, А. С. Поплавной // Теоретическая и экспериментальная химия. - 2003. - Т.39. - №2. - С.72-76.

15.Басалаев, Ю. М. Генезис энергетических зон из подрешеточных состояний в оксидах и сульфидах щелочноземельных металлов / Ю. М. Басалаев, Ю. Н. Жу¬равлев, А. В. Кособуцкий, А. С. Поплавной // Физика твердого тела. - 2004. -Т.46. - №5. - С.826-829.

16.Басалаев, Ю. М. Первопринципные расчеты электронной структуры полу-проводниковых соединений A2B4C52 (A=Mg, Zn, Cd, B=Si, Ge, Sn C=P) / Ю. М. Басалаев, А. Б. Гордиенко, А. С. Поплавной // Ред. журн. «Изв. вузов. Физика». -Томск, 2004 - 35 с. Деп. в ВИНИТИ, 10.11.04, № 1748-В2004.

17.Басалаев, Ю. М. Электронная структура тройных фосфидов MgSiP2, ZnSiP2, CdSiP2 / Ю. М. Басалаев, А. Б. Гордиенко, А. С. Поплавной // Известия вузов. Физика. - 2005. - №1. - С.68-72.

18.Басалаев, Ю. М. Оптические свойства кристаллов ZnGeP2 в ультрафиолето¬вой области / Ю. М. Басалаев, А. Б. Гордиенко, А. С. Поплавной // Физика и тех¬ника полупроводников. - 2005. - Т.39. - №9. - С.1040-1042.

19.Басалаев, Ю. М. Структурные особенности и химическая связь в кристаллах LiPN2 и NaPN2 / Ю. М. Басалаев, Ю. Н. Журавлев, В. С. Пермина, А. С. Поплав-ной // Журнал структурной химии. - 2007. - Т.48. - №6. - С. 1062-11066.

20.Басалаев, Ю. М. Химическая связь в тройных изоструктурных Li-содержащих халькогенидах / Ю. М. Басалаев, Ю. Н. Журавлев, Е. Б. Китова, А. С. Поплавной // Журнал структурной химии. - 2007. - Т.48 , №6. - С.1067-1071.

21.Басалаев, Ю. М. Оптические функции тройных Li-содержащих теллуридов / Ю. М. Басалаев, Ю. Н. Журавлев, Е. Б. Китова, А. С. Поплавной // Известия ву¬зов. Физика. - 2007. - №12. - С.56-60.

22.Басалаев, Ю. М. Расчеты из первых принципов электронных и колебатель¬ных характеристик кристаллов LiMTe2 (M = Al, Ga, In) со структурой халькопи¬рита / Ю. М. Басалаев, А. В. Кособуцкий // Ред. журн. «Изв. вузов. Физика». -Томск, 2008 - 24 с. Деп. в ВИНИТИ, 28.04.2008, № 370-В2008.

23.Kosobutsky, A. V. Lattice dynamics of chalcopyrite semiconductors LiAlTe2, LiGaTe2 and LiInTe2 / A. V. Kosobutsky, Yu. M. Basalaev, A. S. Poplavnoi // Phys. Stat. Sol. (b). - 2009. - V.246. - N2. - P.364-371.

24.Басалаев, Ю. М. Электронное строение и физические свойства тройных ал-мазоподобных соединений MgBIVXV2 / Ю. М. Басалаев, П. В. Демушин, В. Ю. Рудь // Ред. журн. «Изв. вузов. Физика». - Томск, 2008 - 46 с. Деп. в ВИНИТИ, 28.11.2008, № 914-В2008.

25.Басалаев, Ю. М. Структурные особенности и электронные свойства сильно сжатых кристаллов LiPN2 и NaPN2 / Ю. М. Басалаев, Ю. Н. Журавлев, В. С. Пермина, А. С. Поплавной // Фундаментальные проблемы современного мате¬риаловедения. - 2006. - Т.3. - №1. - С.49-52.

26.Басалаев, Ю. М. Оптические свойства LiInTe2 / Ю. М. Басалаев, Ю. Н. Жу¬равлев, Е. Б. Китова, А. С. Поплавной // Ползуновский альманах. - 2007. - №1¬2. - С.16-18.

27.Басалаев, Ю.М. Электронное строение соединений MgSiX2 (X= P, As, Sb) со структурой халькопирита / Ю. М. Басалаев, Ю. Н. Журавлев, П. В. Демушин, А. С. Поплавной // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2007. - Т.4. - №2. - С.7-9.

28.Басалаев, Ю.М. Зонная структура и плотность состояний кристобалита (3-SiO2 / Ю. М. Басалаев, Ю. Н. Журавлев, С. А. Маринова, А. С. Поплавной // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2007. - Т.4. - №2. - С.107-108.

29.Басалаев, Ю.М. Закономерности формирования зонной структуры и хими¬ческой связи в некоторых рядах ионно-ковалентных кристаллов: A—AX—ABX2 / Ю. М. Басалаев, А. С. Поплавной // Доклады десятой междуна¬родной конференции «Физико-химические процессы в неорганических мате¬риалах» (ФХП-10), 10-12 сентября 2007: в 2 т. / ГОУ ВПО «КемГУ». - Т.1. -Кемерово: Кузбассвузиздат, 2007, с.305-309.

30.Басалаев, Ю. М. Особенности электронного строения соединений SiO2, Li-BO2, NaPN2 и LiPN2 со структурой халькопирита / Ю. М. Басалаев, Ю. Н. Жу¬равлев, С. А. Маринова, В. С. Пермина, А. С. Поплавной // Актуальные пробле¬мы физики твердого тела (ФТТ-2007): сб. докл. Междунар. науч. конф. В 3 т. Т.3. - Минск: Изд. центр. БГУ, 2007, С.275-277.