Диэлектрические свойства и фазовые переходы в некоторых кристаллах с квазиодномерным и квазидвумерным упорядочением

• Автор: Сандлер, Владимир Абрамович
• Шифр специальности: 01.04.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с.

Содержание

Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Фазовые переходы и особенности критических
явлений в низкоразмерных сегнетоэлектриках
1.2. Кристаллы дигидрофосфата и дидейтерофосфата цезия
CSH2PO4, CSD2PO4 и их основные свойства
1.3. Кристаллы дейтерированного дигидрофосфата
рубидия RbD2P04 моноклинной модификации
1.4. Слоистые дихалькогениды - кристаллы группы TlInS2
Глава 2. Методика эксперимента и получение образцов
2.1. Описание экспериментальной установки
2.2. Получение образцов и их подготовка к экспериментам
Глава 3. Кристаллы дигидрофосфата цезия (CDP) и их дейтерированные аналоги (DCDP): экспериментальные результаты и обсуждение
3.1. Статические диэлектрические свойства CDP (DCDP)
3.2. Диэлектрическая дисперсия кристаллов CDP в сегнеТоэлектрической фазе
3.3. Влияние гидростатических давлений на фазовые
переходы в кристаллах CDP и DCDP
Глава 4. Кристаллы RbD2P04 моноклинной модификации: экспериментальные результаты и обсуждение
4.1. Диэлектрические свойства и ионная проводимость
4.2. Температурная зависимость параметра порядка
при фазовых переходах в кристалле DRDP
4.3. Аномалии спонтанного тока и сегнетиэлектрические
свойства кристаллов DRDP
4.4. Влияние смещающих электрических полей на фазовые
переходы. Фазовая Е - Т - диаграмма кристаллов DRDP

4.5. Влияние гидростатических давлений на фазовые переходы.
Фазовая р - Т - диаграмма моноклинного DRDP
Глава 5. Кристаллы TlInS2: экспериментальные результаты и обсуждение
5.1. Диэлектрические свойства и проводимость TII11S2
5.2. Размерный эффект и влияние политипии
на диэлектрические свойства TlInS2
5.3. Влияние гидростатических давлений на фазовые
переходы в кристалле TlInS2
Основные результаты и выводы
Литература

Введение
Актуальность проблемы. В настоящее время достигнут значительный прогресс в физике фазовых переходов и, в частности, в совершенствовании методов теории и эксперимента при изучении свойств вещества в близкой окрестности критических точек. Наиболее результативными были, несомненно, исследования систем с магнитным упорядочением и пар-жидкость, а также ряда простых моделей. Эти работы создали основу современных представлений о критических явлениях, рассматривающих особенности макроскопических свойств вещества как следствие развитых флуктуаций параметров порядка, скоррелированных в макроскопических масштабах. Наиболее важным выводом флуктуационной теории является предположение об универсальности критического поведения (независимо от деталей взаимодействия структурных единиц в масштабах элементарной ячейки) для целых классов объектов, объединенных по макроскопическим признакам - симметрии, числа компонент параметра порядка, наличия дальнодейст-вующих взаимодействий и их пространственная размерность. Несмотря на отсутствие строгих доказательств, эта гипотеза вполне согласуется с результатами экспериментов в тех случаях, когда область критического поведения оказывалась практически достижимой.
Однако экспериментальное изучение критических явлений при структурных фазовых переходах во многих случаях связано с практически непреодолимыми методическими затруднениями, обусловленными, во-первых, ограничениями корреляционной длины из-за неизбежной дефектности исследуемых кристаллов. Во-вторых, параметр порядка линейно или квадратично связан с возникающими при фазовом переходе деформациями, что приводит к перенормировке критических индексов по сравнению с недеформированной структурой.
Методические проблемы изучения критических явлений приобретают особую остроту для сегнетоэлектрических фазовых переходов; в этих случаях температурный интервал существования развитых флуктуаций параметра порядка очень мал, а ожидаемые отклонения температурных зависимостей макроскопических параметров от результатов теории Ландау являются весьма слабыми вследствие дальнодействующего характера электрического диполь-дипольного взаимодействия между сегнетоактивными структурными группами. Очень небольшое количество экспериментов с сегнетоэлектрическими кристаллами, обладающими

взаимодействия диполей минимальна при антипараллельном упорядочении ди-польных моментов. В результате при давлениях выше некоторого порогового значения, соответствующего р-координате тройной точки, трехмерное дально-действующее взаимодействие между цепочками становится доминирующим и происходит переход в антисегнетоэлектрическую фазу.
Согласно [91,98], взаимодействие между цепочками также сильно анизотропно: энергия взаимодействия цепочек в направлении С значительно больше, чем в направлении а. Количественные оценки [91] для кристаллов БСБР в пара-электрической фазе вдали от Тс, приводят к следующим результатам:
Ль / к ~ 650К, Лс / к ~ 1К, Ла / к « 1К.
Аналогичные параметры, расчитанные в [98] для кристалла СВР, имеют следующие значения:
Ль / к = 225.7К, 1С / к = 3.8К, .1а / к = 0.305К.
Результаты [91,98] свидетельствуют, что при давлениях р < рт температурная зависимость Ль подчиняется закону Кюри-Вейсса, тогда как величины Ла и Лс слабо зависят от температуры. Как считают авторы [98], по мере приближения к Тс со стороны параэлектрической фазы строгие неравенства Л], » Лс и Ль » Ла нарушаются, и в результате происходит последовательное повышение размерности корреляций параметра порядка: от одномерных при ЗК < (Т - Тс) < 90К к двумерным при (Т - Тс) < ЗК и далее - к трехмерным в непосредственной окрестности Тс. Последнее обстоятельство, как отмечено в [91], затрудняет прямое экспериментальное определение величины Ла и ее зависимости от давления, поэтому в
[91,98] значения Ла и вид зависимости Ла(р) определены расчетным путем по методике, описанной в [93]. В результате для кристалла СБР получены следующие зависимости величин Ла, Л , Лс от давления р (Гпа):
Ль / к = 225.7К - (68.5 К/Гпа) р Лс / к = 3.8К - (4.28 К/Гпа) р (1.2.14)
Ла/к = 0.305К - (0.92 К/Гпа)