Предпереходные состояния и коллективные возбуждения в структурнонеустойчивых кристаллах

• Автор: Слядников, Евгений Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 259 с. : ил.

1. КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СОСТОЯНИЯ И ПАРАМЕТР ПОРЯДКА В СТРУКТУРНОНЕУСТОЙЧИВЫХ КРИСТАЛЛАХ

1.1. Критерий Стонера-Хаббарда в теории зонного магнетизма

1.2. Модель и фазовая диаграмма экситонного диэлектрика

1.3. Предпереходные состояния в структурнонеустойчивых кристаллах

1.4. Модель статических волн смещений

1.5. Модель перехода порядок - беспорядок в сегнетоэлектрических кристалл-лах

1.6. Конкретные примеры кристаллов с ВСП и в предпереходном состоянии

1.7. Выводы

2. ВОЛНА СПИНОВОЙ ПЛОТНОСТИ В ЗОННЫХ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКАХ С ПРИМЕСЯМИ

2.1. Влияние немагнитного примесного рассеяния на фазовую диаграмму зонного антиферромагнетика
2.2. Влияние кондо-рассеяния на температуру Нееля в зонных антиферромагнетиках с магнитными примесями
2.3. Кондо-резонансы и локализованные состояния на магнитных примесях в системах с волнами зарядовой и спиновой плотности
2.4. Волна спиновой плотности в упорядоченных бинарных сплавах марганца с металлами YII и YIII групп
2.5. Влияние нестехиометрического состава сплава Nix_xMnUx на температуру
Нееля
3. ПРЕДПЕРЕХОДНОЕ СОСТОЯНИЕ В СТРУКТУРНОНЕУСТОЙЧИВОМ КРИСТАЛЛЕ
3.1. Гамильтониан и основное состояние структурнонеустойчивого кристалла
3.2. Термодинамическая теория структурного превращения мартенситного типа
3.3. Динамика параметра порядка при непрерывном переходе исходная структура - предпереходное состояние - конечная структура
3.4. Солитон поля упругих деформаций в структурнонеустойчивом кристалле
3.5. Кинетика структурного перехода первого рода в деформируемом кристалле
4. ГЕНЕРАЦИЯ И САМООРГАНИЗАЦИЯ КОНДЕНСАТА ЛОКАЛИЗОВАННЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ В СТРУКТУРНОНЕУСТОЙЧИВОМ КРИСТАЛЛЕ
4.1. Автосолитон в структурнонеустойчивом кристалле
4.2. Генерация конденсата автосолитонов в структурнонеустойчивом кристалле
4.3. Доменные стенки и длиннопериодические структуры в структурнонеустойчивом кристалле
4.4. Источники возникновения модулированных структур в кристалле при изменении внешнего воздействия
4.5. Переориентация областей структурнонеустойчивой кристаллической решетки
при изменении внешнего воздействия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Важной тенденцией в развитии физики конденсированного состояния является все более глубокое исследование проблемы теоретического описания предпереходных состояний, явлений нелинейной упругости, неупругости, эффектов примесного рассеяния в окрестности структурных превращений. При этом следует иметь в виду, что такое исследование всегда начинается со слабонеравновесных систем, когда отклонение от равновесия можно учитывать как малую поправку к равновесному решению. В таких системах уже изменение температуры приводит к качественной перестройке коллективного поведения атомов кристалла. Примерами такой перестройки являются структурные переходы типа спонтанного намагничивания магнетика, превращения мартенситного типа. Описание таких структурных переходов достигается выделением единственной гидродинамической моды, интенсивность которой задается параметром порядка. Соответствующее решение нелинейного дифференциального уравнения для параметра порядка имеет неаналитическую зависимость от параметра нелинейности при стремлении последнего к нулю. Одним из представителей такого семейства решений в консервативных системах являются солитоны различной физической природы.
Однако указанная простая ситуация реализуется лишь в условиях, когда возбуждение системы настолько мало, что она успевает релаксировать в равновесное состояние. В противном случае возбуждение может настолько удалить состояние системы от равновесия, что произойдет качественная ее перестройка. Такого рода кинетическое превращение имеет место в лазере, в структурнонеустойчивом кристалле, испытывающем как неравновесный переход мартенситного типа, так и структурные изменения, вызванные неупругой деформацией. В отличие от термодинамического описание кинетического превращения требует выделения нескольких гидродинамических мод и основывается, в рамках феноменологического подхода, на синергетике. В таких неконсервативных системах также возможно формирование нелинейных образований. Типичными представителями
свидетельствующих о структурной подготовке решетки исходной фазы к предстоящему мартенситному превращению [150]. Характерный для почти всех мар-тенситных превращений ход р -»а - превращения в кобальте при понижении температуры [151] изображен на рис. 13.
Общим для кобальта и сплавов Со-М, Ре-Мп является развитие локальной неустойчивости их решетки как в исходном ГЦК состоянии перед М$, так и в ГПУ
состоянии перед Л5 по отношению к образованию дефектов упаковки. В процессе их взаимодействия в твердых растворах могут формироваться длиннопериодические промежуточные структуры [152]. ГЦК сплавы Ре-Мп,Со-N1 по поведению упругих свойств в окрестности ГЦК-200°к 400°к ГПУ перехода различаются. В инварных сплаРис.13 Температурная зависимость вах Ре-Мп имеет место размягчение модуля
параметра порядка (доли пре- Юнга и акустической фононной моды [153], а в вращения) в кобальте [151].
сплавах Со-М в условиях роста сдвиговых мо0,8
0,4
С/А
дулей модуль С,, вблизи Л/, лишь перестает расти [154].
В аустените сплавов Ре-Р1 и Ге-Гс/ обнаружено существенное размягчение модулей упругости и частот, поперечно поляризованных фононов [136,155], что свидетельствует о формировании областей ближнего порядка смещеРис.14 Температурная зависимость ний атомов в окрестности структурного перехо-степени тетрагональное С / А сплава Ре10/У30 [136] да- Характерное для почти всех мартенситных
превращений изменение параметров решетки в сплаве Ре10Р^0 при понижении температуры [136] изображено на рис. 14.
К ГЦК сплавам, испытывающим ГЦК-ГЦТ мартенситное превращение, относятся сплавы индия, легированные таллием, кадмием, свинцом, ртутью, оловом