Модели неравновесных потенциалов в теории упорядочения, распада твердых растворов и деформационных фазовых переходов

• Автор: Гуфан, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 221 с. : ил.

Оглавление
Введение
Общая характеристика работы
Предварительные замечания
Статистическое определение неравновесного потенциала
Глава 1. Модели эффективно парных взаимодействии и упорядоченные состояния
многокомпонентных окислов с перовскитопадобной структурой
§1.1 Предварительные замечания
§1.2 Парные взаимодействия и упорядочение в сложных оксидах со структурой
перовскига
§1.3 Обсуждение результатов
§1.4 Учет многочастичных взаимодействий
Глава 2. Сегнегоэластические фазовые переходы и упорядочение кислорода в
¥Ва2 Си~01_у
§2.1. Анализ экспериментальных данных
§2.2. Фазовая диаграмма, содержащая фазы 01 и ОН
Глава 3. Дополнение неравновесного потенциала Ландау учетом параметра порядка,
не изменяющего симметрию кристалла
§3.1. Однокомпонентный параметр порядка
§3.2.Теория фазовых диаграмм твердых растворов хромитов со структурой шпинели.

Глава 4. Феноменологическая теория распада бинарного твердого раствора,
основанная на полиномиальном неравновесном потенциале
§4.1. Введение
§4.2. Вид потенциала Ландау, описывающе1 о распад и упорядочение бинарного
твердого раствора
§4.3. Фазовая диаграмма в пространстве феноменологических параметров
Глава 5. Фазовые переходы при сверхвысоких давлениях
§5.2. Модель Мотта
§5.3. Модель Ферми
§5.4. Качественные различия между предсказаниями модели Мотга и модели Ферми.
§5.5. Обсуждение других моделей и сравнение с экспериментом
§5.6. Магнитные фазовые переходы при сверхвысоких давлениях
Основные результаты
Список литературы

Введение
Общая характеристика работы Актуальность темы
Технический/ прогресс во все времена требовал создания новых материалов с экстремальными характеристиками. Ограниченность материальных и временных ресурсов при поиске материалов, с требуемыми свойствами. стимулирует исследование физических механизмов, определяющих свойства; и создание теорий, позволяющих сужать направления поисковых исследований. Поэтому теория свойств веществ давно стала одним из приоритетных направлении физики конденсированных сред.
Проблема создания адекватных моделей и на их базе - теорий, которые на основании набора данных, полученных при одних условиях, позволяют предсказывать свойства вещества при других условиях, выдвигает на первый план исследований проблемы обоснования физических моделей, выявления гипотез, заложенных в математическом аппарате теорий, и приближений, принимаемых при расчётах свойств. Заметим, что при анализе адекватности и обоснованности моделей физических явлений теоретический анализ может оказаться не менее эффективным, чем прямые экспериментальные проверки конкретных результатов расчетов и/или выводов теории. Этот факт связан с ограниченностью обсуждаемого набора выводов и с точностью,, как методов расчета, так и эксперимента.
Необходимость в обосновании теории свойств веществ особенно обострилась в связи с повсеместным распространением их математического моделирования с применением программного обеспечения, которое не всегда учитывает специфику задач исследования. Это приводит к разногласиям и не позволяет быть уверенным в правильности и однозначности результатов, полученных численным моделированием.

Особый интерес теории конденсированного состояния вызывают фазовые переходы (ФП). Суть в; том, что вблизи условий ФП восприимчивости вещества к внешним»; воздействиям достигают своих максимальных значений; обычно желательных при»создании, на основе этих веществ; материалов, пригодных для практического; использования: Именно поэтому теория ФП, несмотря» на более чем столетнюю» историю своего существования, остаётся одним из самых активно развивающихся разделов теоретической физики.
, Всё это показывает актуальность анализа основ и построения- теории фазовых переходов, которому посвящена данная диссертация.
Цели и задачи работы
Общей целью работы является выявление возможностей, предоставляемых направлением теории свойств конденсированных сред, основанным на использовании понятия неравновесного термодинамического потенциала, в контексте современной ситуации в физике твердого тела. Для достижения этой цели были предприняты:
• некоторая ревизия основ подхода к построению теории фазовых переходов в кристаллических телах, базирующегося на. использовании полиномиальных моделей неравновесных потенциалов;
• исследование взаимосвязей и взаимного дополнения "макроскопического" подхода, использующего неравновесный потенциал и "микроскопического", основанного на моделировании взаимодействий отдельных составляющих кристалл частиц;
• изучение возможностей и условий допустимости использования полиномиальных неравновесных потенциалов не выше чем четвертой степени по компонентам ПП (в том числе - методов замены потенциалов более высоких степеней на потенциалы
высокотемпературной фазы относительно стабилизации рассматриваемого порядка в размещении катионов по ПСТ 0.
1.2.1 Условия стабилизации упорядоченного состояния, наблюдаемого в
РЫп^пЫЪ2П0^. Упорядочение разновалентных катионов, происходящее в свинецсодержащих релаксорах типа РЬ(В{1:В"'2 )0.,, характеризуется чередованием ионов В1 и В" по типу 1:1 (...В В11 В1 В"...) вдоль оси симметрии третьего порядка прафазы. С точки зрения теории Ландау, такое упорядочение характеризуется однолучевой звездой вектора /сп = (/?, + Ь2 +Ь3)/2 [74] и однокомпонентным ПП, обозначаемым Л в соответствии с [75]. Упорядочение, описываемое В, приводит к разбиению Л-подрешетки перовскита на две эквивалентные подрешетки (1 и 2). Энергия эффективно парных взаимодействий между ионами В1 и В" с учетом разбиения на подрешетки, может быть записана в виде:
В (1.2.1) N - число узлов ПСТ 1(я). Каждое отдельное слагаемое в (1.2.1), например 1/я,1Д,2Р;(,1Рв,2, обозначает двойную сумму: 1) по всем узлам подрешеток 1 и 2 и 2) по координационным сферам каждого узла [76]:
В1 и В", находящимися соответственно в узлах номер 1; и 2 /, принадлежащих, соответственно, подрешеткам 1 и 2. Здесь Рв, - вероятность атомам В! занимать узел номер /, принадлежащий первой подрешетке.
атому В1 (или В") располагаться в любом узле подрешетки 1 или 2:
(1.2.1)
‘•-'»у--*-
эффективно парных энергий взаимодействия Уд,
(1.2.2)
в'ь,в"гЛг'1 гї]

- между атомами
Принимаемое в (1-2.1) приближение предполагает, что
У/, /,/с,/: Рв,ь = Р;11,,Р11«21 = Рв,,2к ■ Это позволяет ввести понятие вероятности
Рв'гРв'2'Рв"'Рв"2 ■ ® (1-2.2) также принимается, что энергия парных