WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

в нормальной и дефектной ячейках одинаковыми. РасИтак, деформации Ge–O структурного каркаса в смотрим, как изменяются параметры (6) в присутствии окружении центров Cr3+–Li+ приводят к тому, что дефектов обсуждаемого типа.

протяженность флуктуационной области возрастает и Параметр 1 изменяется за счет взаимодействия смепереход к классическому поведению при удалении от TC щений с дипольными моментами дефектов. На оснооказывается подавленным. Такое изменение критических вании симметрии параэлектрической фазы (D2h) [1] и свойств LGO указывает на эффективное уменьшение направления дефектного диполя d a [13,15,16], разрерадиуса взаимодействия и ограничение пространственшенный инвариант низшего порядка имеет вид d2u2.

r ного масштаба корреляций параметра порядка в системе Добавление к (6) члена вида (1/2)gd2 u2 (g > 0, r с дефектами. Поскольку вблизи TC поведение термоrd динамических аномалий отлично от предсказаний теосуммирование ведется по дефектным ячейкам с радиусрии Ландау [10–12,23,24], попытаемся проанализировать вектором rd) приводит к уменьшению |1| (понижению влияние центров Cr3+–Li+ на свойства LGO при помощи температуры перехода) и способствует выполнимости простой микроскопической модели структурных фазоусловия приближения среднего поля |1| J. Влияние вых переходов. В ее рамках потенциальная энергия крипарных центров Cr3+–Li+ на свойства кристаллической сталла может быть представлена в виде суммы энергии матрицы LGO имеет обратную тенденцию, и поэтоструктурных ячеек Hs и энергии взаимодействия Hint му изменение параметра 1 в дефектном кристалле между ними [25,26] рассматриваться не будет. Перенормировка 2 также несущественна, поскольку она происходит вследствие H = Hs + Hint взаимодействия более высоких порядков и не приводит к появлению каких-либо особенностей.

1 1 = 1u2 + 2u4 + Jrr (ur - ur )r r Поскольку парные центры Cr3+–Li+ увеличивают про2 4 r rr тяженность флуктуационной области, наиболее существенным представляется изменение корреляционного n.n.

1 параметра J. Подавление режима среднего поля (предел = (1 + 12J) u2 + 2 u4 - J ur · ur, r r 2 типа смещения) означает усиление выполнимости нераr r rr (6) венства |1| J в дефектном кристалле (J обозначает перенормированный корреляционный параметр). Смегде ur обозначает комбинацию атомных смещений при фазовом переходе в элементарной ячейке с радиус- щения в дефектных ячейках коррелируют со смещениявектором r, 1 < 0, 2, J > 0. Для простоты вторая ми в соседних (по предположению нормальных) ячейках строка в (6) записана в предположении изотропного слабее по сравнению со взаимодействиями в бездевзаимодействия с ближайшими соседними ячейками фектных областях кристалла. Пусть связь дефектной трехмерной решетки. Как правило, гамильтониан (6) области с соседними ячейками описывается параметром Физика твердого тела, 2004, том 46, вып. 1680 М.П. Трубицын, М.Д. Волнянский, А.Ю. Кудзин в 3 раза слабее, чем упругие силы в областях бездефектной структуры. В соответствии с принятыми допущениями концентрированное уменьшение радиуса корреляции в кристаллической матрице LGO, содержащей парные центры Cr3+–Li+, составляет r2 r2 · (1 - 0.7 · n).

0 4. Обсуждение результатов Уточним следующий вопрос. Кроссовер от флуктуационного режима к классическому поведению наблюдался при изучении локального параметра порядка по ЭПР спектрам Mn2+ [10,11], тепловых и акустических свойств LGO [23,24]. Однако для температурного хода локальной восприимчивости, полученного из уширения ЭПР линий Mn2+ [12], и зависимости диэлектрической проницаемоРис. 3. Зависимость температуры перехода TC кристаллов LGO от содержания примеси Cr, определенная из диэлектри- сти [27] переход от критического к поведению теории ческих данных [17].

среднего поля зафиксирован не был. Это может быть обусловлено следующими обстоятельствами. Во-первых, температурная протяженность флуктуационной области оказывается разной для различных свойств физической Jd < J. Проводя замену (1 - n) и n, системы [25]. Во-вторых, удовлетворительная точность r=rd r rd r измерения аномальных вкладов в ширину ЭПР линии корреляционный параметр в кристалле с дефектами и диэлектрическую проницаемость возможна лишь для представим в виде ограниченных интервалов (T - TC) 10 и 20 K соответственно. Напротив, при изучении температурных J(n) =(1 - n)J + nJd. (7) зависимостей локального параметра порядка (рис. 1, 2) Ослабление упругих сил между смещениями в ячей- по мере удаления от TC расщепление ЭПР линий увеках кристалла с дефектами приводит к уменьшению ха- личивается и точность измерений возрастает. Поэтому отсутствие экспериментальных свидетельств о наличии рактерной длины взаимодействия. В рамках модели (6) кроссовера в [12,27] может быть следствием относительотношение радиуса корреляции к параметру ячейки выражается как r2 = -J/1, что указывает на уменьше- ной малости температурных интервалов, для которых возможно надежное выделение аномальных вкладов в ние радиуса взаимодействия в матрице r0 < r0 (r0 — ширину ЭПР линии и диэлектрическую проницаемость.

радиус корреляции, перенормированный в дефектном Подчеркнем, что выражение констант взаимодействия кристалле) под влиянием парных центров Cr3+–Li+.

в виде (7) фактически означает замену дискретной среПопробуем сделать некоторые количественные оценды (6) континуумом, где дефектные искажения усредки. Рассмотрим зависимость температуры перехода от няются по объему кристалла. Поэтому представленный содержания примеси Cr. Для модели (6) точка фазового анализ следует рассматривать как качественную иллюперехода дается выражением страцию влияния парных дефектов Cr3+–Li+ на критические свойства кристаллов гептагерманата лития. СдеTC(n) =-C · J(n), (8) ланные допущения, однако, не меняют основной вывод об уменьшении радиуса корреляции в кристаллической где коэффициент пропорциональности C принимает разматрице LGO, содержащей парные центры Cr3+–Li+.

личные численные значения в пределах смещения и перехода порядок–беспорядок [25,26]. Отсюда для отно5. Выводы сительного смещения точки перехода получим В температурном интервале сегнетоэлектического фаTC(0) - TC(n) Jd = 1 - · n, (9) зового перехода кристаллов LGO исследованы ЭПР TC(0) J спектры ионов хрома, замещающих Ge1 в центре окчто согласуется с линейным характером эксперимен- таэдрических кислородных комплексов и вместе с межтальной зависимости TC от концентрации (рис. 3). узельными ионами лития образующих парные центры Учитывая поправку на соотношение молярных масс Cr3+–Li+.

формульной единицы LGO и активационной добавки При охлаждении ниже точки перехода TC зафиксироCr2O3, а также число формульных единиц (Z = 4) на вано расщепление ЭПР спектра Cr3+ на две структурно элементарную ячейку, получим Jd 0.3 · J. Значит, вза- неэквивалентные группы спектров, каждая из которых имодействие дефектной ячейки с соседними оказывается обладает магнитной кратностью kM = 4. Температурные Физика твердого тела, 2004, том 46, вып. Влияние примесных центров Cr на критические свойства слабополярного сегнетоэлектрика LGO зависимости положения расщепленных компонент ЭПР [20] А. Абрагам, Б. Блини. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов. Мир, М. (1972). Т. 1. 651 с.

линий описаны на основании разложения резонансных [21] М.Л. Мейльман, М.И. Самойлович. Введение в спектрополей по степеням локального параметра порядка.

скопию ЭПР активированных монокристаллов. АтомизПутем измерения величины расщепления ЭПР линий дат, М. (1977). 272 с.

Cr3+ в полярной фазе LGO установлено, что в интер[22] А.К. Таганцев. Письма в ЖЭТФ 45, 7, 352 (1987).

вале температур от TC до (TC - T ) 40 K степенной [23] Б.А. Струков, М.Ю. Кожевников, Е.Л. Соркин, М.Д. Волхарактер зависимости локального параметра порядка нянский. ФТТ 32, 9, 2823 (1990).

согласуется с трехмерной моделью Изинга ( = 0.31).

[24] Б.А. Струков, М.Ю. Кожевников, М.Д. Волнянский, Имеющиеся экспериментальные данные указывают, Х.А. Низомов. Кристаллография 36, 4, 942 (1991).

что при удалении от TC переход от флуктуационного [25] А. Брус, Р. Каули. Структурные фазовые переходы. Мир, к классическому режиму присущ термодинамическим М. (1984). 408 с.

аномалиям беспримесных кристаллов LGO. Отсутствие [26] Б.А. Струков, А.П. Леванюк. Физические основы сегнетоэлектрических явлений в кристаллах. Наука, М. (1983).

кроссовера в поведении свойств LGO : Cr связывается с 240 с.

ослаблением пространственных корреляций в матрице с [27] А.Ю. Кудзин, М.Д. Волнянский, М.П. Трубицын, И.А. Будефектными центрами Cr3+–Li+. Влияние парных центсоул. ФТТ 40, 9, 1698 (1998).

ров Cr3+–Li+ на критические свойства LGO обсуждается на основании микроскопической модели структурных фазовых переходов.

Список литературы [1] H. Volenkle, F. Wittman, H. Nowotny. Monatsh. Chem. 101, 46 (1970).

[2] S. Haussuhl, F. Wallrafen, K. Recker, J. Eckstein.

Z. Kristallogr. 153, 329 (1980).

[3] M. Wada, A. Sawada, Y. Ishibashi. J. Phys. Soc. Jap. 50, 6, 1811 (1981).

[4] H. Terauchi, S. Iida, Y. Nishihata, M. Wada, A. Sawada, Y. Ishibashi. J. Phys. Soc. Jap. 52, 7, 2312 (1983).

[5] Y. Iwata, N. Koyana, I. Shibuya. Ann. Rep. Res. React. Inst.

Kyoto Univ. 19, 11 (1986).

[6] Y. Iwata, I. Shibuya, M. Wada, A. Sawada, Y. Ishibashi.

J. Phys. Soc. Jap. 56, 7, 2420 (1987).

[7] H. Orihara, M. Wada, Y. Ishibashi. J. Phys. Soc. Jap. 52, 4, 1478 (1983).

[8] A. Volkov, G. Kozlov, Yu. Goncharov, M. Wada, A. Sawada, Y. Ishibashi. J. Phys. Soc. Jap. 54, 2, 818 (1985).

[9] M. Horioka, A. Sawada, M. Wada. J. Phys. Soc. Jap. 58, 10, 3793 (1989).

[10] М.П. Трубицын, М.Д. Волнянский, А.Ю. Кудзин. Кристаллография 36, 6, 1472 (1991).

[11] М.П. Трубицын. ФТТ 40, 1, 114 (1998).

[12] М.П. Трубицын, М.Д. Волнянский, А.Ю. Кудзин, Т.Л. Кузьменко. ФТТ 40, 1, 111 (1998).

[13] А.А. Галеев, Н.М. Хасанова, А.В. Быков, В.М. Винокуров, Н.М. Низамутдинов, Г.Р. Булка. В сб.: Спектроскопия, кристаллохимия и реальная структура минералов и их аналогов. Казанский ун-т, Казань (1990). С. 77.

[14] М.П. Трубицын, М.Д. Волнянский, И.А. Бусоул. ФТТ 40, 6, 1102 (1998).

[15] С.А. Басун, А.А. Каплянский, С.П. Феофилов. ФТТ 34, 11, 3377 (1992).

[16] С.А. Басун, А.А. Каплянский, С.П. Феофилов. ФТТ 36, 11, 3429 (1994).

[17] М.Д. Волнянский, А.Ю. Кудзин. ФТТ 33, 7, 2228 (1991).

[18] М.Д. Волнянский. Автореф. докт. дис. ДГУ, Днепропетровск (1993).

[19] K.A. Muller, J.C. Fayet. In: Structural Phase Transitions II / Ed. by K.A. Muller &H. Thomas. Springer–Verlag, Berlin– N.Y. (1991). Vol. 45. P. 1.

10 Физика твердого тела, 2004, том 46, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.