Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЛЬВІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ ІВАНА ФРАНКА
УДК 535.343.2,535.548:537.226.4
МИЩИШИН ОРЕСТ ЯКОВИЧ
РЕФРАКЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ КРИСТАЛІВ СУЛЬФАТІВ І СЕЛЕНАТІВ В
ОБЛАСТІ ФАЗОВИХ ПЕРЕХОДІВ
01.04.10 - фізика напівпровідників та діелектриків
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата фізико-математичних наук
ЛЬВІВ -1999
Дисертацією є рукопис
Робота виконана на кафедрі фізики металів Львівського державного університету імені Івана Франка Міністерства освіти України
Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, доцент
АНДРІЄВСЬКИЙ БОГДАН ВІКТОРОВИЧ
Львівський державний університет імені Івана Франка,
кафедра фізики металів
Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук,
професор ПОЛОВИНКО ІГОР ІВАНОВИЧ
Львівський державний університет імені Івана
Франка, завідувач кафедри загальної фізики
доктор фізико-математичних наук,
МИЦИК БОГДАН ГРИГОРОВИЧ
Інститут космічних досліджень НАН України м.Київ
Провідна установа: Інститут фізики НАН України, відділ
резонпнсних явищ, м.Київ.
Захист відбудеться 13 жовтня 1999 року о 15год. 30хв. на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 35.051.09 при Львівському державному університеті імені Івана Франка за адресою:
, м.Львів, вул. Драгоманова, 50.
З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Львівського державного університету імені Івана Франка (м.Львів, вул. Драгоманова, 5).
Автореферат розісланий 8 вересня 1999 року.
Вчений секретар
Спеціалізованої вченої ради
доктор фізико-математичних наук,
професор Л.Ф.БЛАЖИЄВСЬКИЙ
Çàãàëüíà õàðàêòåðèñòèêà ðîáîòè
Àêòóàëüí³ñòü òåìè. Äîñë³äæåííÿ ñåãíåòîåëåêòðèê³â äîòåïåð º ôóíäàìåíòàëüíèì íàïðÿìîì ô³çèêè, ïîâ'ÿçàíèì ç âèâ÷åííÿì ïðèðîäè ñòðóêòóðíèõ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â ó òâåðäîìó ò³ë³. Ç òî÷êè çîðó ì³êðîñêîï³÷íèõ ìåõàí³çì³â ôàçîâèõ ïåðåõîä³â ó êðèñòàëàõ âàæëèâèì º âèâ÷åííÿ îñîáëèâîñòåé åëåêòðîííî¿ ï³äñèñòåìè, ÿêà ôîðìóº õ³ì³÷íèé çâ'ÿçîê ì³æ àòîìàìè òà åëåêòðîí-ôîíîííó âçàºìîä³þ ³ âèçíà÷ຠîñíîâí³ ô³çè÷í³ âëàñòèâîñò³ êðèñòàë³â. Õî÷à â³äîìî, ùî åëåêòðîííà ï³äñèñòåìà ñåãíåòîåëåêòðè÷íîãî êðèñòàëà áåçïîñåðåäíüî íå âíîñèòü çíà÷íîãî âêëàäó ó âåëè÷èíó ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿, îäíàê ñàìå â³ä ¿¿ îñîáëèâîñòåé çàëåæèòü âèíèêíåííÿ ñòðóêòóðíî¿ íåñòàá³ëüíîñò³ ³ íàñòóïíèé ôàçîâèé ïåðåõ³ä. Ðåôðàêö³éí³ õàðàêòåðèñòèêè êðèñòàë³â ä³åëåêòðèê³â â îáëàñò³ ¿õ ïðîçîðîñò³, çîêðåìà ïîêàçíèêè çàëîìëåííÿ, íåñóòü îñíîâíó ³íôîðìàö³þ ïðî ¿õ åëåêòðîííó ï³äñèñòåìó, à ³íòåðôåðåíö³éí³ ìåòîäè äàþòü çìîãó ðåºñòðóâàòè òîíê³ çì³íè ïðè ôàçîâèõ ïåðåõîäàõ, ùî é âèçíà÷èëî íàïðÿì äîñë³äæåíü ó äàí³é ðîáîò³.
Îá'ºêòàìè äîñë³äæåííÿ áóëè êðèñòàëè òðèãë³öèíñóëüôàòó (ÒÃÑ), (CH2NH2COOH)3×H2SO4, ³ äèìåòèëàìîí³éàëþì³í³éñóëüôàòó (ÄÌÀÀÑ), (CH3)2NH2Al(SO4)2×6H2O, ùî õàðàêòåðèçóþòüñÿ ò³ëüêè ïàðàåëåêòðè÷íèìè ³ ñåãíåòîåëåêòðè÷íèìè ôàçàìè, òà êðèñòàëè àìîí³ÿ ã³äðîñåëåíàòó (ÀÃÑ), NH4HSeO4, ³ êàë³ÿ ñåëåíàòó (ÊÑ), K2SeO4, ó ÿêèõ íàÿâí³ ùå é íåñóì³ðí³ ôàçè. Íåçâàæàþ÷è íà âæå â³äîìèé åìï³ðè÷íèé ìàòåð³àë ïðî îïòè÷í³ òà åëåêòðîô³çè÷í³ âëàñòèâîñò³ öèõ êðèñòàë³â, ïîâåä³íêà ¿õ åëåêòðîííèõ ï³äñèñòåì â îáëàñò³ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â äîñë³äæåíà ùå íåäîñòàòíüî. Çîêðåìà, â³äñóòí³ ñèñòåìàòè÷í³ äîñë³äæåííÿ, ùî ãðóíòóþòüñÿ íà ðåòåëüíîìó ïîð³âíÿíí³ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé îïòè÷íèõ òà åëåêòðîô³çè÷íèõ ïàðàìåòð³â öèõ êðèñòàë³â. Ó ïîïåðåäí³õ äîñë³äæåííÿõ îïòè÷íèõ âëàñòèâîñòåé ñåãíåòîåëåêòðèê³â âæå âèñëîâëþâàëàñü äóìêà ïðî ìîæëèâ³ñòü äåùî ð³çíèõ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ïàðàìåòð³â ð³çíèõ ï³äñèñòåì êðèñòàëà â îáëàñò³ ôàçîâîãî ïåðåõîäó. Ðîçâèòêîâ³ ö³º¿ ³äå¿ ïðèñâÿ÷åí³ äîñë³äæåííÿ ðåôðàêö³éíèõ âëàñòèâîñòåé ïåðåë³÷åíèõ âèùå îá'ºêò³â ó òåìïåðàòóðíèõ îáëàñòÿõ ñòðóêòóðíèõ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â ó äàí³é ðîáîò³.
Çâ'ÿçîê ç íàóêîâèìè ïðîãðàìàìè, ïëàíàìè, òåìàìè. Äèñåðòàö³éíà ðîáîòà áåçïîñåðåäíüî ïîâ'ÿçàíà ç äåðæáþäæåòíèìè ôóíäàìåíòàëüíèìè äîñë³äæåííÿìè, ÿê³ âåäóòüñÿ â ëàáîðàòî𳿠êðèñòàëîîïòèêè êàôåäðè åêñïåðèìåíòàëüíî¿ ô³çèêè Ëüâ³âñüêîãî äåðæàâíîãî óí³âåðñèòåòó ³ìåí³ ²âàíà Ôðàíêà çà ïðîåêòîì ̳í³ñòåðñòâà îñâ³òè Óêðà¿íè "Àíîìàëüíà îïòè÷íà àí³çîòðîï³ÿ â ä³åëåêòðè÷íèõ òà íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ êðèñòàëàõ" (¹ ä.ð. 0197V018121, òåìà Ôå-284 Á).
Ìåòà òà îñíîâí³ çàâäàííÿ äîñë³äæåííÿ. Îñíîâíîþ ìåòîþ äèñåðòàö³éíî¿ ðîáîòè áóëè ïîð³âíÿëüí³ äîñë³äæåííÿ õàðàêòåðó òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé (òåìïåðàòóðíî¿ ê³òèêè) îïòè÷íèõ, ä³åëåêòðè÷íèõ ³ äèëàòîìåòðè÷íèõ ïàðàìåòð³â íèçêè ñåãíåòîåëåêòðè÷íèõ êðèñòàë³â â îáëàñò³ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â. Äîñÿãíåííÿ ö³º¿ ìåòè âèìàãàëî âèð³øåííÿ íàñòóïíèõ îñíîâíèõ çàâäàíü:
1.Ìîíòàæ ³íòåðôåðîìåòðè÷íî¿ óñòàíîâêè äëÿ ïðåöèç³éíèõ âèì³ðþâàíü òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó ïðîìåí³â çà ïîêàçíèêîì çàëîìëåííÿ êðèñòàëà òà ðîçðîáêà ìåòîäèêè ðîçä³ëåííÿ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ ³ òîâùèíè çðàçêà.
.Äîñë³äæåííÿ òåìïåðàòóðíî¿ ê³íåòèêè îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó ïðîìåí³â çà ïîêàçíèêîì çàëîìëåííÿ êðèñòàë³â â îáëàñòÿõ ñåãíåòîåëåêòðè÷íèõ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â òà ïåðåõîä³â ó íåñóì³ðíó ôàçó.
.Äîñë³äæåííÿ åëåêòðîîïòè÷íèõ âëàñòèâîñòåé êðèñòàë³â â òåìïåðàòóðí³é îáëàñò³ ñåãíåòîåëåêòðè÷íîãî ôàçîâîãî ïåðåõîäó.
.Äîñë³äæåííÿ òåìïåðàòóðíî¿ ê³íåòèêè ë³í³éíîãî ðîçøèðåííÿ ñåãíåòîåëåêòðè÷íèõ êðèñòàë³â â îáëàñò³ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â ìåòîäîì âèñîêîòî÷íî¿ äèëàòîìåòð³¿.
5.Äîñë³äæåííÿ îñîáëèâîñòåé òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ ä³åëåêòðè÷íî¿ ïðîíèêíîñò³ êðèñòàë³â â îáëàñò³ íåñóì³ðíî¿ ôàçè.
Íàóêîâà íîâèçíà îäåðæàíèõ ðåçóëüòàò³â:
Ïðàêòè÷íå çíà÷åííÿ îäåðæàíèõ ðåçóëüòàò³â ïîëÿãàº:
Îñîáèñòèé âíåñîê çäîáóâà÷à. Ïîñòàíîâêà çàäà÷³, ç'ÿñóâàííÿ íàïðÿì³â äèñåðòàö³éíî¿ ðîáîòè òà îáãîâîðåííÿ ðåçóëüòàò³â äîñë³äæåíü âèêîíàí³ ðàçîì ç íàóêîâèì êåð³âíèêîì, ïðîôåñîðîì êàôåäðè åêñïåðèìåíòàëüíî¿ ô³çèêè Ëüâ³âñüêîãî äåðæàâíîãî óí³âåðñèòåòó ³ìåí³ ²âàíà Ôðàíêà, äîêòîðîì ô³ç.-ìàò. íàóê Á.Â.Àíäð³ºâñüêèì.  îáãîâîðåíí³ ðåçóëüòàò³â äîñë³äæåíü áðàâ ó÷àñòü ïðîôåñîð êàôåäðè åêñïåðèìåíòàëüíî¿ ô³çèêè öüîãî æ âóçó, äîêòîð ô³ç.-ìàò. íàóê Ì.Î.Ðîìàíþê. Ó ïðîöåñ³ âèêîíàííÿ äèñåðòàö³éíî¿ ðîáîòè çäîáóâà÷ ç³áðàâ ³íòåðôåðîìåòðè÷íó óñòàíîâêó äëÿ âèì³ðþâàííÿ ³íäóêîâàíèõ çì³í îïòè÷íèõ ð³çíèöü õîäó çà ïîêàçíèêîì çàëîìëåííÿ, ï³äãîòóâàâ êðèñòàëè äëÿ äîñë³äæåíü, îäåðæàâ åêñïåðèìåíòàëüí³ ðåçóëüòàòè, âèêîíàâ ¿õ êîìï'þòåðíó îáðîáêó, ³íòåðïðåòàö³þ òà çðîáèâ âèñíîâêè. Ó ïóáë³êàö³ÿõ ³ç ñï³âàâòîðàìè âíåñîê çäîáóâà÷à åêâ³âàëåíòíèé â³äïîâ³äí³é ÷àñòö³ â³ä ê³ëüêîñò³ àâòîð³â.
Àïðîáàö³ÿ ðåçóëüòàò³â ðîáîòè. Îñíîâí³ ïîëîæåííÿ òà ðåçóëüòàòè äèñåðòàö³éíî¿ ðîáîòè äîïîâ³äàëèñÿ òà îáãîâîðþâàëèñÿ íà:
Ïóáë³êàö³¿. Çà ìàòåð³àëàìè äèñåðòàö³¿ îïóáë³êîâàíî 15 íàóêîâèõ ïðàöü, ñåðåä ÿêèõ 7 ñòàòåé ó ïðîô³ëüíèõ íàóêîâèõ æóðíàëàõ ³ 8 òåç äîïîâ³äåé ó çá³ðíèêàõ íàóêîâèõ êîíôåðåíö³é.
Ñòðóêòóðà òà îáñÿã ðîáîòè. Äèñåðòàö³éíà ðîáîòà ñêëàäàºòüñÿ ³ç âñòóïó, ÷îòèðüîõ îñíîâíèõ ðîçä³ë³â, âèñíîâê³â òà ïåðåë³êó ë³òåðàòóðíèõ äæåðåë. Ðîáîòà ì³ñòèòü 148 ñòîð³íîê äðóêîâàíîãî òåêñòó, 68 ðèñóíê³â, 10 òàáëèöü òà ïåðåë³ê ë³òåðàòóðíèõ äæåðåë ³ç 141 íàéìåíóâàííÿ. Çàãàëüíèé îáñÿã äèñåðòàö³¿ - 156 ñòîð³íîê.
ÎÑÍÎÂÍÈÉ Ç̲ÑÒ ÐÎÁÎÒÈ
Ó ïåðøîìó ðîçä³ë³ ïîäàíî êîðîòêèé âèêëàä ôåíîìåíîëîã³÷íîãî îïèñó ñòðóêòóðíèõ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â 1-ãî òà 2-ãî ðîä³â ó êðèñòàëàõ, â òîìó ÷èñë³ ç íåñóì³ðíîþ ôàçîþ, òà ë³òåðàòóðíèé îãëÿä ô³çè÷íèõ âëàñòèâîñòåé îá'ºêò³â äîñë³äæåííÿ.
Ïðåäñòàâëåíî äàí³ ïðî òåìïåðàòóðíó ïîâåä³íêó ïðè ôàçîâîìó ïåðåõîä³ ô³çè÷íèõ ïàðàìåòð³â êðèñòàëà ÒÃÑ, ÿê ïðåäñòàâíèêà âëàñíèõ ñåãíåòîåëåêòðèê³â, òà êðèñòàëà ÊÑ, ÿê ñåãíåòîåëåêòðèêà ç íåñóì³ðíîþ ôàçîþ. Çîêðåìà, ïðîàíàë³çîâàíî òåìïåðàòóðíó çàëåæí³ñòü ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿ Ps, ÿê ïàðàìåòðà ïîðÿäêó h â êðèñòàë³ ÒÃÑ. Ïîêàçàíî, ùî â ïåðøèõ åêñïåðèìåíòàëüíèõ äîñë³äæåííÿõ [1], äå âèÿâëåíî çàëåæí³ñòü ïàðàìåòðà ïîðÿäêó â³ä òåìïåðàòóðè òèïó h ~ (Tc - T)b, b ”,5, òåîð³ÿ Ëàíäàó äîáðå ï³äòâåðäæóâàëàñÿ. Îäíàê, ó ïîäàëüøèõ åêñïåðèìåíòàëüíèõ ðîáîòàõ [2] ñòåïåíåâèé ïîêàçíèê b âèÿâèâñÿ ìåíøèì í³æ 0,5 (0,38), ùî ñóïåðå÷èëî òåðìîäèíàì³÷í³é òåî𳿠³ ñâ³ä÷èëî ïðî íåë³í³éí³ñòü òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ êâàäðàòà ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿ â³ä òåìïåðàòóðè, îñîáëèâî â³ä÷óòíó â îáëàñò³ ôàçîâîãî ïåðåõîäó. Ö³ ñóïåðå÷ëèâ³ ë³òåðàòóðí³ äàí³ ïðî òåìïåðàòóðíó ïîâåä³íêó ïàðàìåòðà ïîðÿäêó, ÿêèé âèçíà÷ຠçì³íó ðåôðàêö³éíèõ ³ äèëàòîìåòðè÷íèõ õàðàêòåðèñòèê êðèñòàëà ÒÃÑ, ñïîíóêàëè ïðîâåñòè ó äèñåðòàö³éí³é ðîáîò³ â³äïîâ³äí³ òåìïåðàòóðí³ äîñë³äæåííÿ îïòèêî-³íòåðôåðåíö³éíèõ òà äèëàòîìåòðè÷íèõ õàðàêòåðèñòèê.
Äîäàòêîâîþ ïðè÷èíîþ âèáîðó êðèñòàë³â ÒÃÑ ÿê îá'ºêòà äîñë³äæåííÿ ñòàëà íèçêà â³äîìèõ ç ë³òåðàòóðè òåìïåðàòóðíî-ðåôðàêòîìåòðè÷íèõ äîñë³äæåíü ³ç íåîçíà÷åíîþ äèëàòîìåòðè÷íîþ ñêëàäîâîþ.
³äçíà÷åíî, ùî äëÿ êðèñòàë³â ÊÑ ³ç íåñóì³ðíîþ ôàçîþ â³äñóòí³ ë³òåðàòóðí³ äàí³ ïðî òåìïåðàòóðíó çàëåæí³ñòü ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ n(T), à ðåçóëüòàòè òåìïåðàòóðíèõ äîñë³äæåíü äâîïðîìåíåçàëîìëåííÿ Dn(T) íåîäíîçíà÷í³, çîêðåìà ç òî÷êè çîðó õàðàêòåðèñòè÷íîãî ñòåïåíåâîãî ïîêàçíèêà b.
Äëÿ ³íøèõ äâîõ îá'ºêò³â äîñë³äæåííÿ, êðèñòàë³â ÄÌÀÀÑ òà ÀÃÑ, òàêîæ â³äñóòí³ äàí³ ïðî òåìïåðàòóðí³ çàëåæíîñò³ ïîêàçíèê³â çàëîìëåííÿ n(T), õî÷à â³äïîâ³äí³ âèì³ðþâàííÿ äâîïðîìåíåçàëîìëåííÿ Dn(T) ïðîâîäèëèñÿ, îäíàê áåç ÷³òêîãî ðîçä³ëåííÿ åêñïåðèìåíòàëüíî âèì³ðþâàíî¿ îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó D = Dn×l íà ðåôðàêö³éíó (Dn) ³ äèëàòîìåòðè÷íó (l) ÷àñòèíè òà áåç âèçíà÷åííÿ õàðàêòåðèñòè÷íîãî ïîêàçíèêà b â³äïîâ³äíèõ ñòåïåíåâèõ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé.
³äì³÷åíî, ùî äëÿ óñ³õ îá'ºêò³â äîñë³äæåííÿ äèñåðòàö³éíî¿ ðîáîòè â³äñóòí³ óçàãàëüíåííÿ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ðåôðàêòîìåòðè÷íèõ âëàñòèâîñòåé êðèñòàë³â ùîäî ïîâåä³íêè â³äïîâ³äíèõ åëåêòðîííèõ ï³äñèñòåì â îáëàñò³ ïåðåõîä³â ó ñåãíåòîåëåêòðè÷íó òà íåñóì³ðíó ôàçè. Äåòàëüíî íå äîñë³äæåí³ òàêîæ îñîáëèâîñò³ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ñêëàäîâèõ êîìïëåêñíî¿ ä³åëåêòðè÷íî¿ ïðîíèêíîñò³ êðèñòàë³â ÀÃÑ ó íåñóì³ðí³é ôàç³.
Ó äðóãîìó ðîçä³ë³ âèêëàäåíî ìåòîäèêè äîñë³äæåíü ôàçîâèõ ïåðåõîä³â ó êðèñòàëàõ, ÿê³ çàñòîñîâóâàëèñÿ â ðîáîò³.
Äåòàëüíî ïðåäñòàâëåí³ îðèã³íàëüí³ îïòèêî-³íòåðôåðîìåòðè÷í³ ìåòîäèêè äîñë³äæåííÿ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé îïòè÷íèõ òà äèëàòîìåòðè÷íèõ ïàðàìåòð³â êðèñòàë³â.  ðîáîò³ âïåðøå çàïðîïîíîâàíî äâ³ ìåòîäèêè îäåðæàííÿ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé â³äíîñíèõ çì³í ïîêàçíèê³â çàëîìëåííÿ dn/(n - 1) òà òîâùèíè dl/l ïðîçîðèõ ïëîñêîïàðàëåëüíèõ çðàçê³â íà îñíîâ³ ³íòåðôåðîìåòðè÷íèõ âèì³ðþâàíü â³äïîâ³äíèõ â³äíîñíèõ çì³í îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó ïðîìåí³â dD/D. Ìåòîäèêè ðåàë³çîâàí³ íà ìîäèô³êîâàíîìó ³íòåðôåðîìåòð³ òèïó Æàìåíà.
Ç âèêîðèñòàííÿì çàïðîïîíîâàíèõ ìåòîäèê äîñë³äæóâàëèñÿ çðàçêè ïîð³âíÿíî âåëèêèõ ðîçì³ð³â ó íàïðÿì³ ïðîñâ³÷óâàííÿ (äî 14 ìì), ùî äàëî çìîãó çàáåçïå÷èòè â³äíîñíó òî÷í³ñòü âèì³ðþâàííÿ õàðàêòåðèñòè÷íèõ âåëè÷èí dD/D, dn/(n - 1) òà dl/l íà ð³âí³ 10-4.
Ìåòîäèêà îäíî÷àñíîãî âèçíà÷åííÿ â³äíîñíèõ òåìåïåðàòóðíèõ çì³í dn/(n - 1) òà dl/l áàçóºòüñÿ íà âèì³ðþâàíí³ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé â³äíîñíèõ çì³í dD/D äëÿ äâîõ ³íòåðôåðåíö³éíèõ ïîë³â. Îäíå òàêå ïîëå ôîðìóºòüñÿ äâîìà ³íòåðôåðóþ÷èìè ïðîìåíÿìè, îäèí ç ÿêèõ ïðîõîäèòü ÷åðåç êðèñòàë, à ³íøèé - ³äåíòè÷íèì øëÿõîì ïîçà êðèñòàëîì. Ó òàê³é ãåîìåò𳿠åêñïåðèìåíòó òåìïåðàòóðí³ çì³íè îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó dD1 âèçíà÷àþòüñÿ çà ñï³ââ³äíîøåííÿì
dD1 = d(l× (n - 1)) , (1)
äå l - òîâùèíà êðèñòàëà ó íàïðÿì³ ïðîõîäæåííÿ ïðîìåíÿ, n - ïîêàçíèê çàëîìëåííÿ äëÿ â³äïîâ³äíî¿ ïîëÿðèçàö³¿ ïðîìåíÿ. ²íøå ³íòåðôåðåíö³éíå ïîëå óòâîðþºòüñÿ íà îñíîâ³ äâîõ ïðîìåí³â, îäèí ç ÿêèõ â³äáèâñÿ â³ä ôðîíòàëüíî¿ ãðàí³ êðèñòàëà, à ³íøèé - â³ä òèëüíî¿. Çì³íà îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó öèõ ïðîìåí³â âèçíà÷àºòüñÿ çà ñï³ââ³äíîøåííÿì
dD2 = d(2l× n) . (2)
Íà îñíîâ³ ñï³ââ³äíîøåíü (1) òà (2) îäåðæóºìî âèðàçè äëÿ â³äïîâ³äíèõ òåìïåðàòóðíèõ çì³í òîâùèíè çðàçêà ³ ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ:
dl = (dD2 - 2D1)/2, (3)
dn = (dD2 - 2n× dl)/2l . (4)
Çàïðîïîíîâàíà ìåòîäèêà äຠçìîãó âèçíà÷àòè îäíî÷àñíî òåìïåðàòóðí³ çàëåæíîñò³ ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ ³ òîâùèíè ïëîñêîïàðàëåëüíîãî çðàçêà.
Äðóãà ìåòîäèêà îäåðæàííÿ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ òà òîâùèíè çðàçê³â áàçóºòüñÿ ò³ëüêè íà äîñë³äæåíí³ ³íòåðôåðåíö³éíîãî ïîëÿ, óòâîðåíîãî äâîìà ³íòåðôåðóþ÷èìè ïðîìåíÿìè, îäèí ç ÿêèõ ïðîõîäèòü ÷åðåç êðèñòàë, à ³íøèé - ³äåíòè÷íèì ãåîìåòðè÷íèì øëÿõîì ïîçà êðèñòàëîì. Öÿ ìåòîäèêà çàñòîñîâóºòüñÿ äëÿ äîñë³äæåííÿ íèçüêîñèìåòðè÷íèõ êðèñòàë³â. Ïîñë³äîâíî ïðîñâ³÷óþ÷è êðèñòàë ë³í³éíî-ïîëÿðèçîâàíèì ñâ³òëîì ó òðüîõ âçàºìíîïåðïåíäèêóëÿðíèõ êðèñòàëîô³çè÷íèõ íàïðÿìàõ, äëÿ êîæíîãî ç íèõ ó äâîõ âçàºìíîïåðïåíäèêóëÿðíèõ íàïðÿìàõ ïîëÿðèçàö³¿ ñâ³òëà, òà âèì³ðþþ÷è â³äïîâ³äí³ òåìïåðàòóðí³ çì³íè îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó dDij/Dij, ìîæíà âèçíà÷èòè òåìïåðàòóðí³ çì³íè éîãî ðîçì³ð³â dli/li òà ïîêàçíèê³â çàëîìëåííÿ dnj/(nj - 1), ðîçâ'ÿçàâøè ñèñòåìó øåñòè ë³í³éíèõ ð³âíÿíü ³ç çàñòîñóâàííÿì ìåòîäó íàéìåíøèõ êâàäðàò³â:
(i,j = 1,2,3; ³ ¹ j) . (5)
Îêðåìèì ï³äðîçä³ëîì â ðîáîò³ ïîäàíî îïèñ ìåòîäèêè âèì³ðþâàííÿ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ë³í³éíèõ ðîçì³ð³â çðàçê³â òà ìåòîäèêè äîñë³äæåííÿ ¿õ òåìïåðàòóðíî¿ ³ ÷àñòîòíî¿ çàëåæíîñòåé êîìïëåêñíî¿ ä³åëåêòðè÷íî¿ ïðîíèêíîñò³.
Ó òðåòüîìó ðîçä³ë³ ïðåäñòàâëåí³ ðåçóëüòàòè äîñë³äæåííÿ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â ó ñåãíåòîåëåêòðè÷íèõ êðèñòàëàõ ÒÃÑ òà ÄÌÀÀÑ ³ ïðîâåäåíî ïîð³âíÿííÿ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ¿õ ðåôðàêö³éíèõ ³ äèëàòîìåòðè÷íèõ õàðàêòåðèñòèê â ðàéîí³ â³äïîâ³äíèõ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â.
Íà îñíîâ³ ïðåäñòàâëåííÿ ñïîíòàííèõ òåìïåðàòóðíèõ ïðèðîñò³â òîâùèíè dls/l òà ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ dns/(n - 1) â îáëàñò³ ôàçîâîãî ïåðåõîäó ÒÃÑ (T < Tc) ÿê íàñë³äêó åëåêòðîñòðèêö³¿ òà êâàäðàòè÷íîãî åëåêòðîîïòè÷íîãî åôåêòó,
dls/l ~ Ps2 ~ (Tñ - T)2b , (6)
dns/(n - 1) ~ Ps2 ~ (Tñ - T)2b , (7)
âïåðøå ðîçðàõîâàí³ â³äïîâ³äí³ ñòåïåíåâ³ ïîêàçíèêè 2b, ÿê³ õàðàêòåðèçóþòü øâèäê³ñòü òåìïåðàòóðíèõ çì³í â³äïîâ³äíèõ ïàðàìåòð³â êðèñòàëà ïðè â³ääàëåíí³ â³ä òåìïåðàòóðè Tñ â ñåãíåòîåëåêòðè÷í³é ôàç³. Ö³ çíà÷åííÿ 2b, ùî õàðàêòåðèçóþòü êðèñòàë â ³íòåðâàë³ 49-39 °Ñ, âèÿâèëèñÿ â³äì³ííèìè â³ä îäèíèö³ ³ â³äð³çíÿþòüñÿ ì³æ ñîáîþ â ìåæàõ (0,87-0,95) (äèâ. òàáëèöþ 1) (çà äàíèìè ïåðøèõ äîñë³äæåíü òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿ Ps ~ (Tñ - T)b [1] êðèòè÷íèé ³íäåêñ äîð³âíþâàâ b = 0,5 ç òî÷í³ñòþ äî 10-2).
Ò à á ë è ö ÿ 1
Ñòåïåíåâ³ ïîêàçíèêè 2b, ùî õàðàêòåðèçóþòü òåìïåðàòóðí³ çàëåæíîñò³ ñïîíòàííèõ ïðèðîñò³â dDs/D, dls/l òà dns/(n - 1) äëÿ ð³çíèõ êðèñòàëîô³çè÷íèõ íàïðÿì³â ÒÃÑ
|
2b12(D) |
2b13(D) |
2b21(D) |
2b23(D) |
2b31(D) |
2b32(D) |
|
0,90 |
0,90 |
0,89 |
0,89 |
0,95 |
0,92 |
|
2b1(l) |
2b2(l) |
2b3(l) |
2b1(n) |
2b2(n) |
2b3(n) |
|
0,91 |
0,90 |
0,92 |
0,88 |
0,93 |
0,88 |
 ðîáîò³ äîñë³äæåíî òàêîæ òåìïåðàòóðí³ çàëåæíîñò³ ïðèðîñò³â îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó â êðèñòàë³ ÒÃÑ, ³íäóêîâàíèõ åëåêòðè÷íèì ïîëåì íàïðóæåí³ñòþ 3,5 êÂ/ñì. Ç'ÿñîâàíî, ùî â øèðîê³é îáëàñò³ íàâêîëî òåìïåðàòóðè Tc ñåãíåòîåëåêòðè÷íîãî ôàçîâîãî ïåðåõîäó â êðèñòàë³ ÒÃÑ åëåêòðîîïòè÷í³ êîåô³ö³ºíòè, êîåô³ö³ºíòè îáåðíåíîãî ï'ºçîåëåêòðè÷íîãî åôåêòó òà åëåêòðîñòðèêö³¿, ðîçðàõîâàí³ íà ïîñò³éíå çíà÷åííÿ âåêòîðà åëåêòðè÷íî¿ ³íäóêö³¿ â êðèñòàë³, íå çàëåæàòü â³ä òåìïåðàòóðè. Ó ïîð³âíÿíî âóçüê³é îáëàñò³ Tc ± 2 Ê ñïîñòåð³ãàºòüñÿ àíîìàëüíå çìåíøåííÿ öèõ êîåô³ö³ºíò³â ³ äîñÿãíåííÿ ¿õ ì³í³ìàëüíîãî çíà÷åííÿ ïðè òåìïåðàòóð³ Tc. Öå ñâ³ä÷èòü ïðî ³ñíóâàííÿ ó ÒÃÑ äîñèòü âåëèêî¿ òåìïåðàòóðíî¿ îáëàñò³ (Tc ± 2 Ê) ñóòòºâèõ ïðîÿâ³â íåë³í³éíèõ âëàñòèâîñòåé êðèñòàëà ùîäî âïëèâó çîâí³øí³õ ô³çè÷íèõ ïîë³â.
 ðîáîò³ ââåäåíèé ê³ëüê³ñíèé êîåô³ö³ºíò An-1 äëÿ õàðàêòåðèñòèêè ñòóïåíÿ àí³çîòðîﳿ çì³ííî¿ ÷àñòèíè ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ êðèñòàëà, (n - 1), ÿêèé â³äîáðàæຠàí³çîòðîï³þ éîãî åëåêòðîííî¿ ï³äñèñòåìè:
(8)
Òóò ³íäåêñè i òà j çì³íþþòüñÿ çà öèêë³÷íèì ïðàâèëîì: i = 1®2®3; j = 2®3®1. Êîåô³ö³ºíò An-1 äîð³âíþº íóëåâ³ ó âèïàäêó ³çîòðîïíèõ ìàòåð³àë³â òà âèñîêîñèìåòðè÷íèõ êðèñòàë³â êóá³÷íî¿ ñèíãîí³¿. Ðîçðàõîâàíà çà ôîðìóëîþ (8) òåìïåðàòóðíà çàëåæí³ñòü àí³çîòðîﳿ An-1(Ò) ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ êðèñòàëà ÒÃÑ õàðàêòåðèçóºòüñÿ îñîáëèâ³ñòþ ïðè òåìïåðàòóð³ Tc ó âèãëÿä³ òåíäåíö³¿ äî ì³í³ìóìà (ì³í³ìóìà ïîõ³äíî¿ dAn-1/dT). Öþ çàëåæí³ñòü ìîæíà ïðåäñòàâèòè ÿê íàêëàäàííÿ äâîõ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé. Îäíà ç íèõ, ìîíîòîííà, ìîæå áóòè ïîâ'ÿçàíà ç ìîíîòîííîþ çì³íîþ ïàðàìåòð³â êðèñòàë³÷íî¿ ãðàòêè áåç àíîìà볿 ïðè Òñ, à äðóãà, ç ì³í³ìóìîì ïðè Òñ, â³äîáðàæຠåêñòðåìóìîïîä³áíó çì³íó âëàñòèâîñòåé êðèñòàëà ïðè ôàçîâîìó ïåðåõîä³. Ïîì³òíå çìåíøåííÿ êîåô³ö³ºíòà àí³çîòðîﳿ An-1 â ðàéîí³ Tc ñâ³ä÷èòü ïðî åêñòðåìóìîïîä³áíå íàáëèæåííÿ ñèñòåìè õ³ì³÷íèõ çâ'ÿçê³â êðèñòàëà äî ³çîòðîïíîãî ñòàíó ³ ìîæå áóòè ³íòåðïðåòîâàíî ÿê â³äíîñíà àìîðô³çàö³ÿ êðèñòàëà ïðè éîãî íàáëèæåíí³ äî òåìïåðàòóðè ôàçîâîãî ïåðåõîäó. Àíàëîã³÷íèé êîåô³ö³ºíò Aa ââåäåíèé äëÿ ê³ëüê³ñíî¿ îö³íêè ñòóïåíÿ àí³çîòðîﳿ êîåô³ö³ºíòà òåðì³÷íîãî ë³í³éíîãî ðîçøèðåííÿ êðèñòàëà:
(9)
Ïðè òåìïåðàòóð³ ôàçîâîãî ïåðåõîäó Tc ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ì³í³ìóì íà çàëåæíîñò³ Aa(T), ïîä³áíî äî òåíäåíö³¿ ì³í³ìóìà íà àíàëîã³÷í³é çàëåæíîñò³ An-1(Ò) , ÿêèé òàêîæ ìîæíà ïîâ'ÿçóâàòè ç â³äíîñíîþ àìîô³çàö³ºþ êðèñòàëà ïðè ôàçîâîìó ïåðåõîä³.
Çà ðåçóëüòàòàìè äèëàòîìåòðè÷íèõ âèì³ðþâàíü òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ñïîíòàííîãî âèäîâæåííÿ dlsi/li (i = 1,2,3) êðèñòàëà ÄÌÀÀÑ â îáëàñò³ ôàçîâîãî ïåðåõîäó (Òñ ”Ê) çíà÷åííÿ â³äïîâ³äíîãî ñòåïåíåâîãî ïîêàçíèêà 2b2(l) äëÿ (Tc - T) £ 0,1 Ê äîð³âíþº îäèíèö³, 2b2(l) = 1,0, ùî â³äïîâ³äຠë³í³éí³é çàëåæíîñò³ dl2s/l2 â³ä (Tc - T). Îäíàê, â ³íòåðâàë³ (Tc - T) £ 4 Ê âåëè÷èíà 2b2(l) çìåíøóºòüñÿ ç³ çá³ëüøåííÿì (Tc - T) ³ äëÿ (Tc - T) = 4 Ê 2b2(l) = 0,5. Âèêîðèñòîâóþ÷è ðåçóëüòàòè äîñë³äæåííÿ òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿ Ps(T) êðèñòàë³â ÄÌÀÀÑ [2] ³ îòðèìàí³ íàìè òåìïåðàòóðí³ çàëåæíîñò³ â³äíîñíèõ âèäîâæåíü dlsi/li(T), ìè îá÷èñëèëè òåìïåðàòóðí³ çàëåæíîñò³ êîåô³ö³ºíò³â åëåêòðîñòðèêö³¿ g³(T), ðîçðàõîâàí³ íà ïîñò³éíå çíà÷åííÿ âåêòîðà ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿ â êðèñòàë³, ³ âèÿâèëè ¿õ çìåíøåííÿ ïðè íàáëèæåíí³ äî òî÷êè ôàçîâîãî ïåðåõîäó Tñ. Öå ñâ³ä÷èòü ïðî òå, ùî êâàäðàò ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿ Ps2, ÿê ïàðàìåòðà ïîðÿäêó, ïîáëèçó òåìïåðàòóðè Tñ çðîñòຠøâèäøå, í³æ â³äíîñíå âèäîâæåííÿ dlsi/l³. Ïðè â³ääàëåíí³ â³ä òî÷êè ôàçîâîãî ïåðåõîäó Tñ øâèäêîñò³ çì³íè dls1/l1 òà Ps2 íàáëèæàþòüñÿ îäíà äî îäíî¿.
Òåìïåðàòóðíà çàëåæí³ñòü êîåô³ö³ºíòà àí³çîòðîﳿ An-1 äëÿ êðèñòàëà ÄÌÀÀÑ õàðàêòåðèçóºòüñÿ ãëèáîêèì ì³í³ìóìîì ïðè òåìïåðàòóð³ ôàçîâîãî ïåðåõîäó Tc. Ïîä³áíî äî êðèñòàëà ÒÃÑ òàêå çìåíøåííÿ öüîãî êîåô³ö³ºíòà ìîæå ñïðè÷èíÿòèñÿ â³äíîñíîþ àìîðô³çàö³ºþ êðèñòàëà ÄÌÀÀÑ ïðè íàáëèæåíí³ äî òåìïåðàòóðè ôàçîâîãî ïåðåõîäó. Äëÿ êðèñòàëà ÄÌÀÀÑ òàêà àìîðô³çàö³ÿ, î÷åâèäíî, ïðîÿâëÿºòüñÿ çíà÷íî ñèëüí³øå, í³æ äëÿ êðèñòàëà ÒÃÑ. Çàïðîïîíîâàíå ïîÿñíåííÿ ì³í³ìóìà íà òåìïåðàòóðí³é çàëåæíîñò³ êîåô³ö³ºíòà An-1 êðèñòàëà ÄÌÀÀÑ çà ðàõóíîê â³äíîñíî¿ àìîðô³çàö³¿ êðèñòàëà óçãîäæóºòüñÿ ç ïîÿñíåííÿì ì³í³ìóìà íà â³äïîâ³äí³é òåìïåðàòóðí³é çàëåæíîñò³ ñåðåäíüîãî ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ öüîãî êðèñòàëà çà ðàõóíîê ïîñëàáëåííÿ â ö³ëîìó õ³ì³÷íèõ çâ'ÿçê³â.
Ïîä³áíî äî àíàë³çó åêñïåðèìåíòàëüíèõ ðåçóëüòàò³â êðèñòàëà ÒÃÑ, äëÿ àíàë³çó òåìïåðàòóðíî¿ ê³íåòèêè àí³çîòðîﳿ êîåô³ö³ºíòà ë³í³éíîãî ðîçøèðåííÿ a êðèñòàë³â ÄÌÀÀÑ âèêîðèñòàíî êîåô³ö³ºíò Aa. Âèÿâëåíî, ùî àí³çîòðîï³ÿ òåðì³÷íîãî ðîçøèðåííÿ ÄÌÀÀÑ õàðàêòåðèçóºòüñÿ íàáàãàòî á³ëüøèì ïàðàìåòðîì Aa, í³æ ïàðàìåòð An-1 àí³çîòðîﳿ çì³ííî¿ ÷àñòèíè ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ. Ïîä³áíî äî êðèñòàë³â ÒÃÑ, ó êðèñòàë³ ÄÌÀÀÑ ïðè òåìïåðàòóð³ ôàçîâîãî ïåðåõîäó Tc òåæ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ì³í³ìóì íà çàëåæíîñò³ Aa(T), ÿêèé óçãîäæóºòüñÿ ç ì³í³ìóìîì íà àíàëîã³÷í³é çàëåæíîñò³ ïàðàìåòðà àí³çîòðîﳿ ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ An-1(Ò). Î÷åâèäíî, ùî ì³í³ìóì çàëåæíîñò³ Aa(T) ìîæíà òàêîæ ïîâ'ÿçóâàòè ç â³äíîñíîþ àìîô³çàö³ºþ êðèñòàëà ÄÌÀÀÑ ïðè ôàçîâîìó ïåðåõîä³.
Ó ÷åòâåðòîìó ðîçä³ë³ íàâåäåí³ ðåçóëüòàòè äîñë³äæåííÿ ñåãíåòîåëåêòðè÷íèõ êðèñòàë³â ç íåñóì³ðíîþ ôàçîþ, ÊÑ òà ÀÃÑ, çîêðåìà, òåìïåðàòóðí³ çàëåæíîñò³ ¿õ ðåôðàêö³éíèõ õàðàêòåðèñòèê ó ðàéîí³ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â ó íåñóì³ðíó (Ò³) òà ñåãíåòîåëåêòðè÷íó (Òñ) ôàçè.
Äîñë³äæåííÿ êðèñòàëà ÊÑ ïîêàçàëè, ùî ñåãíåòîåëåêòðè÷íèé ôàçîâèé ïåðåõ³ä ïðè Òc = 93 Ê ìàéæå íå âèÿâëÿºòüñÿ íà òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòÿõ îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó D = l×(n - 1). Îäíàê, ïåðåõ³ä íåñóì³ðíà-ïàðàåëåêòðè÷íà ôàçà â îáëàñò³ Òi = 130 Ê âèÿâëÿºòüñÿ ó âèãëÿä³, õàðàêòåðíîìó äëÿ íåïåðåðâíèõ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â 2-ãî ðîäó. Òàêó ïîâåä³íêà îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó (à òàêîæ ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ òà ãåîìåòðè÷íî¿ òîâùèíè) ìîæíà ïîÿñíèòè òàê. Ó ðîë³ âòîðèííîãî ïàðàìåòðà ïîðÿäêó ïðè ïåðåõîä³ íåñóì³ðíà - ñåãíåòîåëåêòðè÷íà ôàçà ó êðèñòàë³ ÊÑ ç'ÿâëÿºòüñÿ îäíîð³äíà ñïîíòàííà ïîëÿðèçàö³ÿ ó Õ-íàïðÿì³. ̳êðîñêîï³÷íà ñïîíòàííà ïîëÿðèçàö³ÿ ³ñíóº òàêîæ ³ ó íåñóì³ðí³é ôàç³, àëå ó âèãëÿä³ õâèë³, ÿêà ñóïðîâîäæóº õâèëþ çì³ùåííÿ. Ïðè öüîìó ñóìàðíà ñïîíòàííà ïîëÿðèçàö³ÿ ìàêðîñêîï³÷íîãî çðàçêà äîð³âíþº íóëåâ³. Àíîìà볿 òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó, ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ òà âèäîâæåííÿ, ùî âèíèêàþòü ïðè òåìïåðàòóð³ Ò³ ïåðåõîäó ç ïàðàåëåêòðè÷íî¿ ó íåñóì³ðíó ôàçó, ñïðè÷èíåí³ ïîÿâîþ ñàìå ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿ íà ì³êðîñêîï³÷íîìó ð³âí³. Îñê³ëüêè, ïðè òåìïåðàòóð³ Òñ ïåðåõîäó ó ñåãíåòîåëåêòðè÷íó ôàçó êðèñòàëà ÊÑ ì³êðîñêîï³÷íà ñïîíòàííà ïîëÿðèçàö³ÿ çà àáñîëþòíîþ âåëè÷èíîþ ñóòòºâî íå çì³íþºòüñÿ, òî àíîìà볿 îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó, ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ òà âèäîâæåííÿ ïðàêòè÷íî íå ñïîñòåð³ãàþòüñÿ.
 ðåçóëüòàò³ äîñë³äæåíü êðèñòàëà ÀÃÑ âèÿâëåíî, ùî õàðàêòåð àí³çîòðîﳿ ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ êîðåëþº ç îñîáëèâîñòÿìè éîãî êðèñòàë³÷íî¿ áóäîâè. Çîêðåìà â³äîìî, ùî îñíîâó ñòðóêòóðè êðèñòàëà ñòàíîâëÿòü ³çîëüîâàí³ òåòðàåäðè SeO4, çøèò³ âîäíåâèìè çâ'ÿçêàìè â ëàíöþæêè âçäîâæ b-îñ³. Öüîìó íàïðÿìó â³äïîâ³äàþòü íàéêîðîòø³ â³äñòàí³ Se-Se. Àìîí³éí³ ³îíè çâ'ÿçóþòü ëàíöþæêè â íàïðÿì³ îñåé a òà ñ. Ñèëüí³øèé çâ'ÿçîê âçäîâæ a-îñ³ (â³äñòàíü Se-Se â öüîìó íàïðÿì³ ìåíøà, í³æ ó íàïðÿì³ âçäîâæ ñ-îñ³), î÷åâèäíî, ñïðè÷èíåíèé â³äïîâ³äíèì ðîçì³ùåííÿì àòîì³â âîäíþ NH4-ãðóïè, ÿêå äຠçìîãó âèä³ëèòè â ñòðóêòóð³ øàðè, ïàðàëåëüí³ äî ïëîùèíè (001) (ïëîùèíà ñêîëþâàíîñò³). Îòæå, íàéá³ëüøèé ïîêàçíèê çàëîìëåííÿ nb â³äïîâ³äຠíàéêîðîòø³é â³äñòàí³ Se-Se, à íàéìåíøèé nc - íàéñëàáê³øèì õ³ì³÷íèì çâ'ÿçêàì ó íàïðÿì³, ïåðïåíäèêóëÿðíîìó äî ïëîùèíè ñêîëþâàíîñò³.
Âèì³ðþâàííÿ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó çà äâîïðîìåíåçàëîìëåííÿì DDn = Dn·l òà îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó çà çì³ííîþ ÷àñòèíîþ ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ Dn-1 = (n - 1)·l íå âèÿâèëè ïîì³òíèõ àíîìàë³é â îáëàñòÿõ â³äîìèõ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â ïðè Tc = 250 K òà Ti = 262 K. Àíàë³ç òåðì³÷íîãî ë³í³éíîãî ðîçøèðåííÿ AÃÑ òàêîæ ñâ³ä÷èòü ïðî òå, ùî ö³ àíîìà볿 íàñò³ëüêè ñëàáê³, ùî ¿õ âàæêî ïîì³òèòè íà òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòÿõ îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó dD/D. Ïåâí³ îñîáëèâîñò³, ïîâ'ÿçàí³ ç öèì ôàçîâèì ïåðåõîäîì, âèÿâëåíî íà òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòÿõ ïîõ³äíî¿ d/dT(dD/D), ÿêà ìຠìàêñèìàëüíå çíà÷åííÿ â ðàéîí³ Ò³ = 262 Ê òà çëàì ïðè òåìïåðàòóð³ Òñ = 250 Ê. ³äñóòí³ñòü àíîìàë³é ô³çè÷íèõ õàðàêòåðèñòèê êðèñòàëà ÀÃÑ ïðè Òñ òèïó ôàçîâîãî ïåðåõîäó 1-ãî ðîäó ïîÿñíþºòüñÿ, ÿê ³ â êðèñòàë³ ÊÑ, â³äñóòí³ñòþ àíîìà볿 ì³êðîñêîï³÷íî¿ ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿. Ïðè òåìïåðàòóð³ Ti = 262 K ôàçîâîãî ïåðåõîäó 2-ãî ðîäó ÀÃÑ íå âèÿâëåíî õàðàêòåðíîãî çëàìó òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó D(T) ³ ñòðèáêà òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ â³äïîâ³äíî¿ ïîõ³äíî¿ d/dT(D(T)). Îäåðæàíèé ðåçóëüòàò óçãîäæóºòüñÿ ç ïîð³âíÿíî ñëàáêîþ õàðàêòåðíîþ àíîìà볺þ òåðì³÷íîãî ðîçøèðåííÿ ïðè Ti ³ ñâ³ä÷èòü ïðî ïîð³âíÿíî ìàë³ çíà÷åííÿ êîåô³ö³ºíò³â êâàäðàòè÷íîãî åëåêòðîîïòè÷íîãî åôåêòó òà åëåêòðîñòðèêö³¿ êðèñòàëà ÀÃÑ. Ó ïîð³âíÿíí³ ç êðèñòàëîì ÊÑ ö³ êîåô³ö³ºíòè äëÿ ÀÃÑ ìåíø³ íà îäèí ïîðÿäîê âåëè÷èíè.
Äëÿ ïîâí³øîãî äîñë³äæåííÿ íåñóì³ðíî¿ ôàçè êðèñòàëà ÀÃÑ â ðîáîò³ âèì³ðÿíî éîãî òåìïåðàòóðí³ çàëåæíîñò³ ä³éñíî¿ òà óÿâíî¿ ÷àñòèí ä³åëåêòðè÷íî¿ ïðîíèêíîñò³ e'(T) òà e''(T) íà òðèäöÿòè ð³çíèõ ÷àñòîòàõ â îáëàñò³ 200 Ãö - 1 ÌÃö. Ö³êàâîþ îñîáëèâ³ñòþ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé e'(T) òà e''(T) íà ÷àñòîò³ 1 ÌÃö º ¿õ ïåð³îäè÷íîïîä³áíà ïîâåä³íêà â îáëàñò³ òåìïåðàòóð 265-255 Ê.Íà ïåðøèé ïîãëÿä, ïðèâàáëèâèì ïîÿñíåííÿì öüîãî ìîãëà á áóòè â³äîìà ó ô³çèö³ íåñóì³ðíèõ ôàç ìîäóëüîâàíà ñîë³òîííà íàäãðàòêà. Îäíàê, äåòàëüí³øèé àíàë³ç ïîêàçàâ, ùî òåìïåðàòóðí³ ïîëîæåííÿ öèõ åêñòðåìóì³â çì³íþþòüñÿ ç³ çì³íîþ ÷àñòîòè âèì³ðþâàëüíîãî åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ. Öå ñâ³ä÷èòü ïðî ðåçîíàíñíèé õàðàêòåð ñïîñòåðåæóâàíî¿ ïåð³îäè÷íî¿ ñòðóêòóðè, ÿêó ìîæíà òðàêòóâàòè ÿê ïðîÿâ ïîñë³äîâíîñò³ ðåçîíàíñ³â ïðè óòâîðåíí³ ñòîÿ÷èõ õâèëü âçäîâæ òîâùèíè çðàçêà l çàâäÿêè øâèäê³é òåìïåðàòóðí³é çì³í³ ìîäóëÿ ïðóæíî¿ æîðñòêîñò³ Ñ êðèñòàëà ó íåñóì³ðí³é ôàç³. Äåòàëüíèé àíàë³ç ïîêàçàâ, ùî íà òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòÿõ e'(Ò) äëÿ ð³çíèõ ÷àñòîò f ìîæíà âèä³ëèòè ³íøó êâàç³ïåð³îäè÷íó ñòðóêòóðó, ÿêà ñòຠïîì³òíîþ ï³ñëÿ ¿õ ïîäâ³éíîãî äèôåðåíö³þâàííÿ, (d2(e')/dT2)/e'. Ïîëîæåííÿ åêñòðåìóì³â ôóíêö³¿ -(d2(e')/dT2)/e' ïðàêòè÷íî íå çàëåæàòü â³ä ÷àñòîòè çîâí³øíüîãî åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ. Îïèñàí³ îñîáëèâîñò³ êâàç³ïåð³îäè÷íî¿ òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ -(d2(e')/dT2)/e' êðèñòàëà AÃÑ óçãîäæóþòüñÿ ç õàðàêòåðíèìè ïðîÿâàìè ìîäóëüîâàíî¿ ñîë³òîííî¿ íàäãðàòêè, ÿê³ ìàëè ì³ñöå â ³íøèõ êðèñòàëàõ ç íåñóì³ðíîþ ôàçîþ. ijàïàçîí (Ò³ - Òñ) ïðîñòåæóâàíî¿ íàìè íåñóì³ðíî¿ ôàçè ìîæíà ó çâ'ÿçêó ç öèì ðîçä³ëèòè íà ïðèáëèçíî ð³âí³, âóçüê³ îáëàñò³ ñóì³ðíèõ ôàç, ðîçä³ëåíèõ âëàñíå íåñóì³ðíèìè ñóáôàçàìè. Ïåð³îä òàêî¿ ñòðóêòóðè ïðèáëèçíî äîð³âíþº 0,4 Ê. Ïåðåõîäè ì³æ òàêèìè âóçüêèìè ñóáôàçàìè ñóïðîâîäæóþòüñÿ ïîð³âíÿíî ñëàáêèìè àíîìàë³ÿìè ä³åëåêòðè÷íî¿ ïðîíèêíîñò³ e'(Ò), ÿê³ âèÿâëÿþòüñÿ íà òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòÿõ äðóãî¿ ïîõ³äíî¿ d2/dT2(e'(Ò)). Î÷åâèäíî, ùî âåëè÷èíè â³äïîâ³äíèõ ìàêñèìóì³â ö³º¿ äð³áíî¿ ñòðóêòóðè e'(Ò) (àáî Y1(Ò) = - d2(e'b)/dT2/(e'b)) ïðîïîðö³éí³ äî çì³í õâèëüîâîãî âåêòîðà dk êðèñòàë³÷íî¿ ãðàòêè ïðè ïåðåõîäàõ ì³æ ñóáôàçàìè, ÿê³, ïî ñóò³, çóìîâëþþòü ö³ ìàêñèìóìè. Ç òàêîãî ïðèïóùåííÿ âèïëèâàº, ùî õâèëüîâèé âåêòîð íåñóì³ðíî¿ ôàçè êðèñòàëà ÀÃÑ çì³íþºòüñÿ êâàç³íåïåðåðâíî. Öåé âèñíîâîê ï³äòâåðäæóºòüñÿ ðåçóëüòàòàìè ðåíòãåíîñòðóêòóðíèõ äîñë³äæåíü íåñóì³ðíî¿ ôàçè öüîãî êðèñòàëà [3].
Öèòîâàí³ ë³òåðàòóðí³ äæåðåëà
[1] J. A. Gonzalo // Phys. Rev.- 1966.- V. 144.- P. 662.
[2] R. Cach, S. Dacko, and Z. Czapla // Phys. Stat. Sol. -1989. -V. 116.- P. 827.
[3] F. Denoyer, A. Rozycki, K. Parlinski, and M. More // Phys. Rev. B- 1989.-V. 39.- P. 405.
Îñíîâí³ ðåçóëüòàòè òà âèñíîâêè
 ðåçóëüòàò³ âèêîíàííÿ äèñåðòàö³éíî¿ ðîáîòè ðîçðîáëåíî íîâ³ ìåòîäè÷í³ ï³äõîäè åêñïåðèìåíòàëüíîãî äîñë³äæåííÿ ôåððî¿ê³â òà ç'ÿñîâàíî, ùî â êðèñòàëàõ ÒÃÑ, ÄÌÀÀÑ, ÊÑ ³ ÀÃÑ ìຠì³ñöå íèçêà íîâèõ ïðîÿâ³â ñåãíåòîåëåêòðè÷íèõ ôàçîâèõ ïåðåõîä³â 2-ãî ðîäó òà íåñóì³ðíèõ ôàç:
1.Ðåàë³çîâàíî ìåòîäèêè âèä³ëåííÿ ç åêñïåðèìåíòàëüíèõ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé îïòèêî-³íòåðôåðîìåòðè÷íèõ ð³çíèöü õîäó ïðîìåí³â â³äïîâ³äíèõ çàëåæíîñòåé ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ òà ãåîìåòðè÷íî¿ òîâùèíè ïðîçîðèõ ïëîñêîïàðàëåëüíèõ çðàçê³â. Ðåçóëüòàòè çàñòîñóâàííÿ ö³º¿ ìåòîäèêè ñâ³ä÷àòü ïðî îáîâ'ÿçêîâ³ñòü óðàõóâàííÿ òåðì³÷íîãî ðîçøèðåííÿ êðèñòàë³â äëÿ êîðåêòíîãî âèçíà÷åííÿ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ïîêàçíèê³â çàëîìëåííÿ òà/÷è äâîïðîìåíåçàëîìëåííÿ çà äàíèìè â³äïîâ³äíèõ îïòèêî-³íòåðôåðîìåòðè÷íèõ ð³çíèöü õîäó.
. øèðîê³é îáëàñò³ íàâêîëî òåìïåðàòóðè ñåãíåòîåëåêòðè÷íîãî ôàçîâîãî ïåðåõîäó â êðèñòàë³ ÒÃÑ (Tc ± 15 Ê) çà âèíÿòêîì îáëàñò³ Tc ± 2 Ê, åëåêòðîîïòè÷í³ êîåô³ö³ºíòè, êîåô³ö³ºíòè îáåðíåíîãî ï'ºçîåëåêòðè÷íîãî åôåêòó òà åëåêòðîñòðèêö³¿, ðîçðàõîâàí³ íà ïîñò³éíå çíà÷åííÿ âåêòîðà åëåêòðè÷íî¿ ³íäóêö³¿ â êðèñòàë³, íå çàëåæàòü â³ä òåìïåðàòóðè. Ïðè íàáëèæåíí³ äî òåìïåðàòóðè Tc â îáëàñò³ Tc ± 2 Ê ñïîñòåð³ãàºòüñÿ çìåíøåííÿ öèõ êîåô³ö³ºíò³â ³ äîñÿãíåííÿ ì³í³ìàëüíîãî ¿õ çíà÷åííÿ ïðè Tc. Öå ñâ³ä÷èòü ïðî â³äïîâ³äíå ïîñëàáëåííÿ çâ'ÿçêó ì³æ îêðåìèìè ñèñòåìàìè ÷àñòèíîê êðèñòàëà, ÿê³ ôîðìóþòü îêðåìî åëåêòðè÷íó ïîëÿðèçàö³þ, ïîêàçíèê çàëîìëåííÿ òà éîãî ë³í³éí³ ðîçì³ðè.
.̳í³ìóì òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ ñåðåäíüîãî çà êðèñòàëîô³çè÷íèìè íàïðÿìàìè ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ dn/(n - 1) êðèñòàëà ÒÃÑ ïðè Òñ òà â³äíîñíèé ìàêñèìóì êîåô³ö³ºíòà îá'ºìíîãî òåðì³÷íîãî ðîçøèðåííÿ a(Òñ) ñâ³ä÷èòü ïðî ïîñëàáëåííÿ õ³ì³÷íèõ çâ'ÿçê³â ïîáëèçó òåìïåðàòóðè ôàçîâîãî ïåðåõîäó. Õàðàêòåðèñòè÷íèé ì³í³ìóì òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé êîåô³ö³ºíò³â àí³çîòðîﳿ An-1(Òñ) òà Aa(Òñ) ìîæå ñïðè÷èíÿòèñÿ â³äíîñíîþ àìîðô³çàö³ºþ êðèñòàëà ÒÃÑ ïîáëèçó òåìïåðàòóðè ôàçîâîãî ïåðåõîäó.
4.Êîåô³ö³ºíòè åëåêòðîñòðèêö³¿ g (dlsi/li = g×Ps2) êðèñòàëà ÄÌÀÀÑ çá³ëüøóþòüñÿ ïðè â³ääàëåíí³ â³ä òåìïåðàòóðè ôàçîâîãî ïåðåõîäó Tc ó ñåãíåòîåëåêòðè÷í³é ôàç³. Çá³ëüøåííÿ öèõ êîåô³ö³ºíò³â ñâ³ä÷èòü ïðî "â³äñòàâàííÿ" òåìïåðàòóðíî¿ ê³íåòèêè ðîçøèðåííÿ â³ä òåìïåðàòóðíî¿ ê³íåòèêè ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿ êðèñòàëà. Îñòàííº âèÿâëÿºòüñÿ ó òîìó, ùî ïîêàçíèê ñòåïåíåâî¿ òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ êâàäðàòà ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿ 2b(Ps) ìåíøèé, í³æ ïîêàçíèê â³äïîâ³äíî¿ çàëåæíîñò³ â³äíîñíîãî òåðì³÷íîãî âèäîâæåííÿ 2b(l).
.Âèðàçíèé ì³í³ìóì òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ â³äíîñíèõ çì³í ñåðåäíüîãî ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ dn/(n - 1) = S(dni/(ni - 1))/3 ïðè Tc ïîâ'ÿçóºòüñÿ ç ïîñëàáëåííÿì â ö³ëîìó õ³ì³÷íèõ çâ'ÿçê³â ó êðèñòàë³ ÄÌÀÀÑ ïðè ôàçîâîìó ïåðåõîä³. Âèðàçí³ ì³í³ìóìè òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ïðè Tc êîåô³ö³ºíò³â àí³çîòðîﳿ ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ An-1 òà òåðì³÷íîãî ë³í³éíîãî ðîçøèðåííÿ Aa, ïîâ'ÿçàí³ ç â³äíîñíîþ àìîðô³çàö³ºþ êðèñòàëà ÄÌÀÀÑ ïðè íàáëèæåíí³ äî òî÷êè ôàçîâîãî ïåðåõîäó. Á³ëüøà âèðàçí³ñòü öèõ ì³í³ìóì³â ó êðèñòàë³ ÄÌÀÀÑ, í³æ ó êðèñòàë³ ÒÃÑ, ïîÿñíþºòüñÿ á³ëüøîþ íàáëèæåí³ñòþ êðèñòàëà ÄÌÀÀÑ äî òðèêðèòè÷íî¿ òî÷êè, í³æ êðèñòàëà ÒÃÑ.
.Àíîìà볿 òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé îïòè÷íî¿ ð³çíèö³ õîäó, ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ òà âèäîâæåííÿ ïðè òåìïåðàòóðàõ Ò³ ïåðåõîäó ç ïàðàåëåêòðè÷íî¿ ó íåñóì³ðíó ôàçó êðèñòàë³â ÊÑ òà ÀÃÑ ñïðè÷èíåí³ ïîÿâîþ ì³êðîñêîï³÷íî ìîäóëüîâàíî¿ ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿ ïðè Ò < Ò³ (ìàêðîñêîï³÷íà ñïîíòàííà ïîëÿðèçàö³ÿ â îáëàñò³ Ò³ - Òñ äîð³âíþº íóëåâ³). ³äñóòí³ñòü àíîìàë³é öèõ âåëè÷èí ïðè Òñ ñïðè÷èíåíà â³äñóòí³ñòþ çíà÷íèõ çì³í ì³êðîñêîï³÷íî¿ ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿.
7.Íà îñíîâ³ ïðåöèç³éíèõ åêñïåðèìåíòàëüíèõ âèì³ðþâàíü âïåðøå çàðåºñòðîâàíî ñëàáêó ïåð³îäè÷íîïîä³áíó òåìïåðàòóðíó çàëåæí³ñòü ä³åëåêòðè÷íî¿ ïðîíèêíîñò³ â îáëàñò³ íåñóì³ðíî¿ ôàçè êðèñòàëà ÀÃÑ, õàðàêòåðíó äëÿ ïðîÿâ³â ìîäóëüîâàíî¿ ñîë³òîííî¿ íàäãðàòêè. Ç àíàë³çó ö³º¿ çàëåæíîñò³ âèïëèâàº, ùî õâèëüîâèé âåêòîð êðèñòàëà AÃÑ ó íåñóì³ðí³é ôàç³ çì³íþºòüñÿ ç òåìïåðàòóðîþ ìàéæå ìîíîòîííî.
ÑÏÈÑÎÊ ÎÏÓÁ˲ÊÎÂÀÍÈÕ ÏÐÀÖÜ ÇÀ ÒÅÌÎÞ ÄÈÑÅÐÒÀÖ²¯
1.Á.Â.Àíäð³ºâñüêèé, Ì.Î.Ðîìàíþê, Î.ß.Ìèùèøèí. Ïðî âèçíà÷åííÿ òåìïåðàòóðíèõ çì³í òîâùèíè ³ ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ ìàòåð³àëó â îïòèêî-ô³çè÷íîìó åêñïåðèìåíò³ // ³ñíèê ËÄÓ, ñåð³ÿ ô³çè÷íà.- 1995.- ¹ 27.- Ñ. 130-134.
.B.Andriyevsky, O.Myshchyshyn, M.Romanyuk. Interferometric investigation of phase transition in TGS crystal // Physica Status Solidi (b).- 1997.- V. 203, No 2.- P. 549-555.
.B.Andriyevsky, O.Myshchyshyn. Optical and dilatometric manifestation of phase transitions in K2SeO4 crystal // Acta Physica Polonica A.- 1997.- V. 92, No 3.- P. 557-562.
4.Á.Àíäð³ºâñüêèé, Î.Ìèùèøèí, Ì.Ðîìàíþê, Â.Êóðëÿê. Îïòè÷í³ âëàñòèâîñò³ êðèñòàëà ÒÃÑ â îáëàñò³ ôàçîâîãî ïåðåõîäó // Óêðà¿íñüêèé ô³çè÷íèé æóðíàë.- 1997.- Ò. 42, ¹ 11.- Ñ. 1393-1397.
5.B.Andriyevsky, Z.Czapla, O.Myshchyshyn. Optical properties and phase transitions in NH4HSeO4 crystals // Physica Status Solidi (a).- 1998.- V. 165, No 2.- P. 495-502.
.Á.Â.Àíäðèåâñêèé, Î.ß.Ìûùèøèí, Â.Þ.Êóðëÿê, Í.Í.Ðîìàíþê Îñîáåííîñòè îïòèêî-ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ êðèñòàëëà ÒÃÑ ïðè ôàçîâîì ïåðåõîäå // Êðèñòàëëîãðàôèÿ.- 1999.- Ò.44, ¹ 3.- Ñ. 516-520.
.B.Andriyevsky, O.Myshchyshyn, Z. Czapla, and S.Dacko. Manifestation of incommensurate phase in the dielectric properties of NH4HSeO4 Crystals // Physica Status Solidi (b).-1999.-V.214, No 2.-P.471-478.
.B.Andriyevsky, O.Myshchyshyn, M.Romanyuk. Interferometric investigation of phase transition in TGS crystal //Abstracts of 3rd Polish-Ukrainian and 22nd East Europian School on Ferrroelectrics and Related Materials, Kudowa-Wroclaw, 16-20 September 1996, P. P40.
.B.Andriyevsky, O.Myshchyshyn, Z.Czapla. Optical and dilatometric manifestation of phase transition in K2SeO4 crystal //Abstracts of 3rd Polish-Ukrainian and 22nd East Europian School on Ferrroelectrics and Related Materials, Kudowa-Wroclaw, 16-20 September 1996, P. P15.
.Á.Â.Àíäð³ºâñüêèé, Î.ß.Ìèùèøèí, Ì.Î.Ðîìàíþê. Îñîáëèâîñò³ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ðåôðàêòîìåòðè÷íèõ òà äèëàòîìåòðè÷íèõ ïàðàìåòð³â êðèñòàë³â ÒÃÑ â ñåãíåòîåëåêòðè÷í³é ôàç³.- Òåçè íàêîâîãî ñåì³íàðó ç ñòàòèñòè÷íî¿ òåî𳿠êîíäåíñîâàíèõ ñèñòåì, Ëüâ³â, 14-15 áåðåçíÿ 1997 ð., Ñ. 141.
11.Î.ß.Ìèùèøèí, Á.Â.Àíäð³ºâñüêèé, ².Ñ.óðíèê. Îïòè÷í³ òà äèëàòîìåòðè÷í³ ïðîÿâè ôàçîâèõ ïåðåõîä³â â êðèñòàëàõ NH4HSeO4 // Ðåã³îíàëüíà íàóêîâà êîíôåðåíö³ÿ Çàêàðïàòñüêîãî â³ää³ëåííÿ ôîíäó ï³äðèìêè íàóêè, 23 ñ³÷íÿ 1998 ð., Óæãîðîä, Ñ. 72.
12.O.Myshchyshyn, B.Andriyevsky, M.Romanyuk. Critical indices of the ferroelectric phase transition in TGS crystals // Abstracts of the INTAS-UKRAINE Workshop on Condensed Matter Physic, Lviv, 21-24 May 1998, P. 53.
.B.Andriyevsky, O.Myshchyshyn, M.Romanyuk. Anisotropy of crytical indices of ferroelectric phase transition in TGS crystals by the optical interference measurements // Abstracts of the 4th Ukrainian-Polish Meeting on Phase Transitions and Ferroelectric Physics, Dniepropetrovsk, 15-19 June 1998, P. 19
.B.Andriyevsky, Z.Czapla, S.Dacko, O.Myshchyshyn. Optical and electrical manifestation of incommensurate phase in NH4HSeO4 crystals // Abstracts of the 4th Ukrainian-Polish Meeting on Phase Transitions and Ferroelectric Physics, Dniepropetrovsk, 15-19 June 1998, P. 70.
15.Á.Àíäð³ºâñüêèé, Î.Ìèùèøèí, Ì.Ðîìàíþê, Â.Êóðëÿê, Ç.×àïëÿ, Ä.Ïîäñÿäëà. Òåìïåðàòóðí³ çàëåæíîñò³ ïîêàçíèê³â çàëîìëåííÿ ³ òåðì³÷íå ðîçøèðåííÿ êðèñòàë³â äìààñ â îáëàñò³ ôàçîâîãî ïåðåõîäó // Ïåðøà óêðà¿íñüêà øêîëà-ñåì³íàð ç ô³çèêè ñåãíåòîåëåêòðèê³â òà ñïîð³äíåíèõ ìàòåð³àë³â, 26-28 ñåðïíÿ, 1999 ð., Ëüâ³â, Ñ.63.
АНОТАЦІЇ
Мищишин Орест Якович. Рефракційні властивості кристалів сульфатів і селенатів в
області фазових переходів.—Рукопис.
Дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 - фізика напівпровідників та діелектриків. —Львівський державний університет імені Івана Франка
.Çàõèùàºòüñÿ 15 íàóêîâèõ ðîá³ò, ó ÿêèõ ïðåäñòàâëåí³ ðåçóëüòàòè äîñë³äæåíü òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ðåôðàêö³éíèõ, äèëàòîìåòðè÷íèõ òà ä³åëåêòðè÷íèõ âëàñòèâîñòåé ñåãíåòîåëåêòðè÷íèõ êðèñòàë³â òðèãë³öèíñóëüôàòó (ÒÃÑ), äèìåòèëàìîí³éàëþì³í³éñóëüôàòó (ÄÌÀÀÑ), êàë³ÿ ñåëåíàòó (ÊÑ) òà àìîí³ÿ ã³äðîñåëåíàòó (ÀÃÑ). Äëÿ êðèñòàë³â ÒÃÑ òà ÄÌÀÀÑ ç'ÿñîâàíî, ùî ïîêàçíèêè ñòåïåíåâèõ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé ñïîíòàííèõ ïðèðîñò³â ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ 2b(n) òà âèäîâæåííÿ 2b(l) á³ëüø³ í³æ àíàëîã³÷íèé ïîêàçíèê 2b(Ps) äëÿ êâàäðàòà ñïîíòàííî¿ ïîëÿðèçàö³¿ Ps2, ùî ñâ³ä÷èòü ïðî çìåíøåííÿ êîåô³ö³ºíò³â åëåêòðîîïòè÷íîãî åôåêòó òà åëåêòðîñòðèêö³¿, ðîçðàõîâàíèõ íà ïîñò³éíå çíà÷åííÿ âåêòîðà åëåêòðè÷íî¿ ³íäóêö³¿ â êðèñòàë³, ïðè íàáëèæåíí³ äî òåìïåðàòóðè ôàçîâîãî ïåðåõîäó. Ïðè öüîìó âèÿâëåíî òàêîæ â³äïîâ³äíå çìåíøåííÿ ñòóïåíÿ àí³çîòðîﳿ ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ òà êîåô³ö³ºíòà ë³í³éíîãî ðîçøèðåííÿ, ùî ñâ³ä÷èòü ïðî â³äíîñíó àìîðô³çàö³þ êðèñòàë³÷íî¿ ñòðóêòóðè ïðè ôàçîâîìó ïåðåõîä³. Ïðè íàáëèæåíí³ äî òî÷êè ôàçîâîãî ïåðåõîäó ìຠì³ñöå òàêîæ â³äíîñíå çìåíøåííÿ ñåðåäíüîãî çà òðüîìà êðèñòàëîô³çè÷íèìè íàïðÿìàìè ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ, ùî ìîæå ñâ³ä÷èòè ïðî ïîñëàáëåííÿ â ö³ëîìó õ³ì³÷íèõ çâ'ÿçê³â ì³æ ñòðóêòóðíèìè åëåìåíòàìè êðèñòàë³â. Ïîÿñíåí³ íîâ³ ïðîÿâè íåñóì³ðíîñò³ êðèñòàë³â ÊÑ òà ÀÃÑ ó ¿õ îïòè÷íèõ òà ä³åëåêòðè÷íèõ âëàñòèâîñòÿõ.
.Êëþ÷îâ³ ñëîâà : - ñåãíåòîåëåêòðèêè, ôàçîâ³ ïåðåõîäè, íåñóì³ðíà ôàçà, ïîêàçíèê çàëîìëåííÿ, òåðì³÷íå ë³í³éíå ðîçøèðåííÿ, êîìïëåêñíà ä³åëåêòðè÷íà ïðîíèêí³ñòü, ïîêàçíèêè ñòåïåíåâèõ òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòåé
Мищишин О.Я. Рефракционные свойства кристаллов сульфатов и селенатов в
области фазовых переходов.—Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков. —Львовский государственный университет имени Ивана Франка
Çàùèùàåòñÿ 15 íàó÷íûõ ðàáîò, â êîòîðûõ ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé ðåôðàêöèîííûõ, äèëàòîìåòðè÷åñêèõ è äèýëåêòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèõ êðèñòàëëîâ òðèãëèöèíñóëüôàòà (ÒÃÑ), äèìåòèëàìîíèéàëþìèíèéñóëüôàòà (ÄÌÀÀÑ), êàëèÿ ñåëåíàòà (ÊÑ) è àìîíèÿ ãèäðîñåëåíàòà (ÀÃÑ). Äëÿ êðèñòàëëîâ ÒÃÑ è ÄÌÀÀÑ óñòàíîâëåíî, ÷òî ïîêàçàòåëè ñòåïåííûõ òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé ñïîíòàííûõ ïðèðîñòîâ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ è óäëèíåíèÿ áîëüøèå ÷åì àíàëîãè÷íûé ïîêàçàòåëü äëÿ êâàäðàòà ñïîíòàííîé ïîëÿðèçàöèè, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò îá óìåíüøåíèè êîýôôèöèåíòîâ ýëåêòðîîïòè÷åñêîãî ýôôåêòà è ýëåêòðîñòðèêöèè, ðàññ÷èòàííûõ íà ïîñòîÿííîå çíà÷åíèå âåêòîðà ýëåêòðè÷åñêîé èíäóêöèè â êðèñòàëëå, ïðè ïðèáëèæåíèè ê òåìïåðàòóðå ôàçîâîãî ïåðåõîäà. Ïðè ýòîì îòìå÷åíî òàêæå ñîîòâåòñòâåííîå óìåíüøåíèå ñòåïåíè àíèçîòðîïèè ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ è êîýôôèöèåíòà ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ, ÷òî ìîæåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü îá îòíîñèòåëüíîé àìîðôèçàöèè êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðû ïðè ôàçîâîì ïåðåõîäå. Ïðè ïðèáëèæåíèè ê òî÷êå ôàçîâîãî ïåðåõîäà èìååò ìåñòî òàêæå îòíîñèòåëüíîå óìåíüøåíèå ñðåäíåãî ïî òðåì êðèñòàëëîôèçè÷åñêèì íàïðàâëåíèÿì ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò îá îñëàáëåíèè â öåëîì õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé ìåæäó ñòðóêòóðíûìè ýëåìåíòàìè êðèñòàëëîâ. Îáúÿñíåíû íîâûå ïðîÿâëåíèÿ íåñîðàçìåðíîñòè êðèñòàëëîâ ÊÑ è ÀÃÑ â èõ îïòè÷åñêèõ è äèýëåêòðè÷åñêèõ ñâîéñòâàõ.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà : - ñåãíåòîýëåêòðèêè, ôàçîâûå ïåðåõîäû, íåñîðàçìåðíàÿ ôàçà, ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ, òåðìè÷åñêîå ëèíåéíîå ðàñøèðåíèå, êîìïëåêñíàÿ äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü, ïîêàçàòåëè ñòåïåííûõ òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé
Myshchyshyn O.Ya. Refractiv properties of the sulphate and selenetes crystals in the range of phase transition.-Manuscript.
Thesis on search of hte scintific degree of ”Candidate of Physical and Mathematical Sciences “ on speciality 01.04.10 - Physics of semiconductors and insulators. The Ivan Franco State University of L’viv, 1999.
15 scientific papers presenting the results of investigation of temperature dependences of refractive, dilatometric and dielectric properties of triglycine sulphate, (CH2NH2COOH)3×H2SO4, (TGS), dimethyl ammonium aluminium sulphate (CH3)2NH2Al(SO4)2×6H2O, (DMAAS), potassium selenate, K2SeO4, (PSe), and ammonium hydroselenate, NH4HSeO4, (AHSe) crystals, characterizing by ferroelectric phase transitions of 2nd order, are defended.
Principal experimental measurements have been conducted using the optical arrangement on the basis of Jamen type interferometer. Two methods have been offered for separating the temperature dependences of refractive indices and thickness of sample studied from the temperature dependences of its optical path differences. First method is based on the measuring two temperature dependences of optical path difference: from the reflectance and from the transmitance of light. Second one is based on the measuring six temperature dependences of optical path difference from the transmitance for three crystalphysical directions and two mitually perpendicular directions of light polarizations.
Temperature dependences of spontaneous increments of refractive index and lengthening the crystals are analysed in the dissertation on the basis of its comparison with temperature dependences of square of spontaneous polarization and determination of the characteristic indices of corresponding power-like temperature dependences. Characteristic indices of power-like temperature dependences of spontaneous increments of refractive index 2bi(n) and linear expansion 2bi(l) of TGS crystal are determined to be closed one to another, but they differ noticeably (0,88 - 0,95) for three different crystal physical directions (i = 1,2,3), that signifies for the complexity of the nature of corresponding ferroelectric phase transition. Characteristic indices for the spontaneous increments of refractive index 2bi(n) and lengthening 2bi(l) of TGS and DMAAS are shown to be greater than analogous one for the square of spontaneous polarization Ps2. The latter one signifies, that the coefficients of electrooptic effect and electrostriction, calculated for constant electric displacement vector, diminish at approching the ferroelectric phase transition points Tc in these crystals. The degree of anisotropy of refractive index and coefficient of linear thermal expansion of TGS and DMAAS crystals is established to be deminishing at the approach of corresponding phase transition points, that can be interpreted like the amorphization of crystal structure at phase transition. Besides, relative decrease of the refractive index, averaged by three crystalphysical direction takes place, that signifies corresponding relaxation of the averaged chemical bonds between structure elements of crystals. The anomalies of temperature dependences of the anisotropy coefficients mentioned and averaged refractive index in DMAAS crystal are significantly greater than those observed in TGS crystal, that can be explained by relative placing the characteristic parameters of DMAAS crystal close to the tricritical point.
Investigations of PSe and AHSe crystal with incommensurate phases show that anomalies of temperature dependences of the optical path difference take place only at the temperatures Ò³ of transition from paraelectric to incommensurate phases, but similar anomalies for the temperatures Òc of transition from incommensurate to ferroelectric phases are practically absent. This is explained by the fact that at Tc temperature the microscopic spontaneous polarization, causing electrooptic effect and electrostriction, no changes essentially. The coefficients of electrooptic effect and electrostriction in AHSe crystal are found to be one order of magnitude smaller than those in PSe crystal.
Peculiarities of the incommensurate phase in AHSe crystal are studied also on the temperature dependences of the real e'(T) and imaginary e''(T) parts of complex dielectric permittivity in the range of frequency 200 Hz - 1 MHz. It was revealed on the basis of these data that at the decreasing temperature in the incommensurate phase the coefficient of elastic stiffness of AHSe diminishes three times, approaching minimal magnitude at Òñ temperature. The greatest degree of this diminishing takes place for the middle of incommensurate phase.
Characteristic periodic anomalies of the temperature dependence of e'(T) (period DÒ ”,4 Ê) are revealed in the incommensurate phase of AHSe crystal, which signify for delicate jump-like (quasi continuous) changes of wave vector of crystal structure, found earlier by direct X-ray study of crystal structure of AHSe.
Key words: - ferroelectrics, phase transitions, incommensurate phase, refractive index, thermal linear expansion, complex dielectric permittivity, indices of power-like temperature dependences.