Спектры комбинационного рассеяния, динамика решетки и фазовые переходы в кристаллах фторидов (ScF3, Rb2KInF6, Rb2KScF6)

• Автор: Орешонков, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 97 с. : ил.

Оглавление
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность
Цели и задачи работы
Научная новизна
Практическая значимость
Основные выносимые на защиту положения
Апробация работы
Публикации
Структура и объем диссертации
ГЛАВА 1. СПЕКТРОСКОПИЯ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ
И ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В КРИСТАЛЛАХ
1.1. Комбинационное рассеяние в кристаллах
1.1.1. Комбинационное рассеяние света и симметрия кристаллов
1.2. Моделирование колебательных спектров кристаллов
1.2.1. Феноменологические модельные методы расчета фононных спектров кристаллов
1.2.2. Первопринципные методы расчета фононных спектров кристаллов
1.3. Комбинационное рассеяние и фазовые переходы в кристаллах
Постановка задачи
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В КРИСТАЛЛЕ ЯсР3
МЕТОДОМ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ
2. 1. Фазовый переход в кристалле БсРз,
индуцированный гидростатическим давлением
2.2. Уточнение данных рентгеноструктурного анализа кристалла всРз
ВЫВОДЫ ГЛАВЫ
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В КРИСТАЛЛАХ КЬ2К1пР(, И КЬ2К8сРс
МЕТОДОМ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ
3.1. Структура и симметрия кристаллов КЬ2К1пРб, КЬгКБсРб
3.2. Фазовые переходы в кристаллах КЬ2К1пРб и РЫКБсРб,
индуцированные гидростатическим давлением
3.3. Фазовые переходы в ЯЬгКЫРб,
индуцированные понижением температуры
ВЫВОДЫ ГЛАВЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЕ! И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Введение
Актуальность
К настоящему времени спектроскопия комбинационного рассеяния (СКР) заняла прочное место среди различных других методов исследования состава и строения вещества, его фононном спектре, механизмах электрон-фононного и фонон-фононного взаимодействия. Получе-

ние таких данных относится к числу важнейших задач спектроскопии твердого тела. Поэтому проведение подобных исследований стало обязательным при изучении новых кристаллических материалов и структур.
Не менее важным стало развитие методов интерпретации колебательных спектров кристаллов. Феноменологические подходы к описанию колебательного спектра и процесса комбинационного рассеяния на колебаниях решетки, в сочетании с современными вычислительными методами существенно увеличили информативность спектроскопии КР, позволив установить связи между спектральными параметрами и характеристиками кристаллической структуры.
Теоретико-групповые методы анализа фундаментальных колебаний кристаллов позволяют однозначно определить тип симметрии и число колебаний, а также проанализировать их активность и указать условия их наблюдения в том или ином физическом процессе. Поэтому теоретико-групповые методы необходимы как для симметрийного анализа вычисленных колебательных спектров, так и для интерпретации экспериментальных результатов. Использование симметрийных методов делает возможным корректное соотнесение теоретических и экспериментально наблюдаемых колебательных спектров.

В последние десятилетия были синтезированы многочисленные кристаллы сложной структуры, которые стали новыми объектами физики твердого тела, включая физику фазовых переходов, а также привлекли к себе внимание в качестве перспективных сред для многочисленных практических приложений. Сюда относится большое число новых кристаллов обширного семейства перовскитоподобных соединений, включая собственно перовскиты, слоистые перовскиты и их политипы, эльпа-солиты и другие кристаллы с октаэдрическими молекулярными ионами. Перовскиты традиционно являются модельными объектами исследования фазовых переходов в кристаллах; в то же время к этому семейству относятся большинство современных неорганических материалов нелинейной оптики и квантовой электроники, на их основе сознаны сегнето-и пьезоэлектрические керамические материалы, нашедшие многочисленные применения в электронике и пьезотехнике; наконец, структуры высокотемпературных сверхпроводников являются вариантами структуры слоистого перовскита. Надо отметить, что галоген-содержащие перовскиты изучены в целом гораздо слабее, чем их кислород-содержащие аналоги. Более низкие частоты колебательного спектра галогенидов зачастую сильно затрудняют проведение таких исследований, а большое разнообразие процессов, происходящих в этих кристаллах при внешних воздействиях, зачастую требует более тщательного их изучения, включая исследование полного колебательного спектра.
В результате развития беспараметрических методов расчетов динамики решетки сложных ионных кристаллов была подтверждена определяющая роль фононной подсистемы в механизмах фазовых переходов в этих структурах - классической фононной мягкой моды ориентационного типа.

где р. - химический потенциал системы. Условие (1.54) можно представить как:

Р=Ро
где эффективный потенциал:
(1.55)
!ГеП = ЖеП (г,ре) = Жехг (г) + цги (г) + №хс (г,ре),

Гн(г) = = (А'Нг-г')ре(г'),
8ре J Кс(г,Ре)=5Ехс(Ре)
(1.56)
5ре(0
Условие стационарности (1.55) совпадает с условием стационарности системы электронов, описываемых гамильтонианом:
яе|т= Т+ Жефг, Рое). (1.57)
Волновая функция этой системы [14] может быть составлена из одночастичных волновых функций фа(г), которые являются решениями уравнения:
— V2 + (г,р0е(г))
1т а
Фа (*") = аФа (г)
(1.58)
и электронная плотность основного состояния:
РоеО) = 1Х ІФа(г)|2
(1.59)
Энергия основного состояния (1.51) тогда может быть представлена как: