Механизмы структурных фазовых переходов и особенности динамики кристаллической решетки сегнетоэлектриков по данным спектроскопии комбинационного рассеяния света

• Автор: Юзюк, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 380 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Раздел 1. Динамика решетки некоторых классических перовскитов

и твердых растворов на их основе
1.1. Спектральный отклик титаната свинца
1.2. Спектральный отклик керамики титаната стронция. Локальная ^ поляризация на границе зерна
1.3. Гомогенность температурной и концентрационной зависимости фононных мод в твердых растворах РЬ^Бг^ТЮз. Особенности КРС и 44 фазовых состояний в твердых растворах с низким содержанием свинца
1.4. Спектры микро-КРС твердых растворов Ва^БГхТЮз
1.5. Выводы к разделу 1
Раздел 2. Фазовые переходы, обусловленные конкуренцией полярных и ротационных искажений в сегнетоэлектриках
семейства перовскита
2.1. Оптические фононы и особенности сегнетоэлектрических состояний в титанате кадмия
2.2. Концентрационный фазовый переход в твердых растворах РЬ1-хСахТЮз
2.3. Температурная зависимость фононных спектров и фазовые переходы в твердых растворах РЬ^Са/ГЮз (0.40 < х < 0.62)
2.4. Модулированные фазы в ниобате натрия
2.5. Ромбоэдрическая фаза в твердых растворах (ЫхШ^ДЕЛэОз
2.6. Выводы к разделу 2 152 Раздел 3. Особенности динамики решетки сегнетоэлектрических

пленок и сверхрешеток
3.1. Тонкие пленки титаната свинца
3.2. Поляризованные спектры КРС гетероэпитаксиальных пленок ВБТ-х^О

3.3. Фазовые переходы в гетероэпитаксиальных пленках В8Т-0.3/1У^О
3.4. Спектры КРС полностью и частично свободной пленок В8Т-0.3/М§0.
3.5. Сверхрешетки перовскитов
3.6. Спектры КРС тонкой пленки КаКЬ03
3.7. Гетероэпитаксиальные пленки мультиферроика феррита висмута,

допированного неодимом
3.8. Выводы к разделу 3 231 Раздел 4. Спектры КРС кристаллов с нарушенным дальним порядком
4.1. Спектры КРС и несобственный сегнетоэластический переход в кристалле ЫКН4
4.2. Сегнетоэлектрический переход в арсенате бетаина
4.3. Спектры КРС суперпротонного проводника 11Ь3Н(8е04)2
4.4. Динамика молекул воды и фазовый переход в дигидрате бетаин калий бромиде
4.5. Спектры КРС в кристаллах твердых растворов системы [КЬх(МН4),.х]2
4.6. Фазовые переходы в кристаллах твердых растворов ЯЬ.^ПД^РО,
4.7. Динамика решетки при переходе в фазу дипольного стекла в С85Н3(804)4 хН
4.8. Спектры КРС твердых растворов РЬ(М§1/31ЧЬ2/3)03 - РЬТЮ3
4.9. Выводы к разделу 4
Заключение
Список цитированной литературы
Публикации автора

Введение
Актуальность темы. Сегнетоэлектрики обладают переключаемой спонтанной поляризацией, высокой диэлектрической проницаемостью, диэлектрической нелинейностью, пироэлектрическими и
пьезоэлектрическими свойствами, линейным и квадратичным
электрооптическим эффектом, что позволяет создавать различные функциональные устройства на их основе. Для оптимизации физических свойств, необходимых для конкретного практического использования, обычно используются твердые растворы различных сегнетоэлектриков и родственных им соединений. Однако за последние 15-20 лет возникли новые подходы и методы модификации и оптимизации их свойств. Благодаря недавним достижениям в области синтеза оксидных гетероструктур с атомарно резкими границами оксидная электроника всерьез рассматривается, как альтернатива электроники полупроводниковой. Современные достижения в технологиях роста эпитаксиальных пленок сегнетоэлектрических перовскитов открыли перспективы создания наноразмерных гетероструктур с широким спектром потенциальных применений в оптоэлектронике, микроэлектромеханике и СВЧ электронике.
Структура и свойства наночастиц, пленок и сверхрешеток, состоящих из наноразмерных эпитаксиальных слоев различных перовскитов существенно отличаются от свойств объемных керамик и кристаллов, и выяснение причин этих отличий является актуальной проблемой современной физики конденсированного состояния. Поэтому, в последние годы произошло смещение фокуса интересов в физике сегнетоэлектриков, и расширились рамки объектов исследования. Значительная часть выполняемых работ посвящена исследованию наноразмерных сегнетоэлектриков, тонких пленок и сверхрешеток, дипольных стеклоподобных систем, твердых растворов и композитных материалов, поскольку в практическом отношении они более

отражения показаны на рисунке 1.10, из которого очевидно, что качество подгонки существенно улучшается при включении этой дополнительной моды при температурах ниже 50 К. Отметим, что учет X моды при анализе спектров влияет только на величину диэлектрического вклада мягкой моды, а полный фононный вклад не зависит существенным образом от наличия этой моды, и оба способа подгонки спектров дают практически одинаковую величину диэлектрической проницаемости. Температурная зависимость непосредственно измеренной диэлектрической проницаемости приведена на рисунке 1.11,в вместе с данными, полученными из анализа спектров ИК отражения, закона Кюри-Вейсса и микроволновыми данными из [27].
Как и в случае монокристаллов [32, 33], спектр КРС керамики БТ при комнатной температуре обусловлен двухфононными процессами. Температурная зависимость неполяризованных спектров КРС керамики БТ приведена на рисунке 1.12. При понижении температуры в спектрах КРС появляются ИК-активные моды, а ниже Га активируются моды из 11-точки зоны Бриллюэна. Частоты всех линий в спектрах КРС керамики БТ и их отнесение даны в таблице 1.3.
V (см-1)
Рисунок 1.12- Температурная зависимость спектров КРС керамики 8Т. Произведена коррекция интенсивности на температурный фактор заселенности