Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2002, выпуск 6 » Статья стр. 1087
<<<>>>
О природе сегнетоэлектричества в твердых растворах Sr1-xAxTiO3 и KTa1-xNbxO3
Квятковский О.Е.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: kvyatkovskii@pop.ioffe.rssi.ru
Поступила в редакцию: 10 октября 2001 г.
Выставление онлайн: 20 мая 2002 г.
PDF версия
В рамках неэмпирического метода MO LCAO Хартри-Фока-Рутаана выполнены кластерные расчеты формы локального адиабатического потенциала для примесного атома в позиции A в Sr1-xAxTiO3 (A = Mg, Ca, Ba, Pb, Cd, Zn), а также для атома Nb и для атома кислорода в цепочке Ta-O-Nb в KTa1-xNbxO3. Для сравнения выполнены аналогичные расчеты формы локального адиабатического потенциала для атома в подрешетке A в кубических перовскитах ATiO3 (A = Ca, Sr, Ba, Pb), для атомов K и Ta в KTaO3, а также для атома Li в K1-xLixTaO3. Результаты расчетов показывают, что во всех рассматриваемых случаях кроме примесей Zn, Mg и Li примесные атомы движутся в одноямных потенциалах и соответствующие твердые растворы являются сегнетоэлектриками типа смещения. Найдено, что атомы Zn в Sr1-xZnxTiO3 и Mg в Sr1-xMgxTiO3 являются нецентральными, как и атом Li в K1-xLixTaO3, т. е. движутся в многоямном локальном потенциале. Предложено объяснение рамановского рассеяния света 1-го порядка, наблюдаемого в параэлектрической фазе рассматриваемых твердых растворов с центральными примесями. В рамках теории мягкой сегнетоэлектрической моды в приближении виртуального кристалла выполнены расчеты критической концентрации xc для твердых растворов KTa1-xNbxO3 и Sr1-xAxTiO3 типа смещения. Вычисленные значения xc находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными. Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты N 00-02-16919 и 01-02-17801) и гранта NWO 16-04-1999.
  1. U.T. Hochli, K. Knorr, A. Loidl. Adv. Phys. 39, 5, 405 (1990)
  2. B.E. Vugmeister, M.D. Glinchuk. Rev. Mod. Phys. 62, 4, 993 (1990)
  3. W. Kleemann. Int. J. Mod. Phys. 7, 13, 2469 (1993)
  4. О.Е. Квятковский. ФТТ 43, 8, 1345 (2001)
  5. V.V. Lemanov. Ferroelectrics 226, 133 (1999)
  6. V.V. Lemanov. In: Defects and Surface-Induced Effects in Advanced Perovskites. Kluwer Academic Publishers (2000). P. 329
  7. K.A. Muller, H. Burkard. Phys. Rev. B19, 7, 3593 (1979)
  8. S.H. Wemple. Phys. Rev. 137, 5A, 1575 (1965)
  9. J.H. Barrett. Phys. Rev. 86, 1, 118 (1952)
  10. А.Б. Речестер. ЖЭТФ 60, 2, 782 (1971)
  11. Д.Е. Хмельницкий, В.Л. Шнеерсон. ФТТ 13, 3, 832 (1971)
  12. A. Yamanaka, M. Kataoka, Y. Inaba, K. Inoue, B. Hehlen, E. Curtens. Europhys. Lett. 50, 5, 688 (2000)
  13. H. Vogt. Phys. Rev. B51, 13, 8046 (1995)
  14. H. Uwe, T. Sakudo. Phys. Rev. B13, 1, 271 (1976)
  15. G.A. Samara, B. Morosin. Phys. Rev. B8, 3, 1256 (1973)
  16. M. Itoh, R. Wang, Y. Inaguma, T. Yamaguchi, Y.-J. Shan, T. Nakamura. Phys. Rev. Lett. 82, 17, 3540 (1999)
  17. M. Itoh, R. Wang, T. Nakamura. Appl. Phys. Lett. 76, 2, 221 (2000)
  18. O.E. Kvyatkovskii. Solid State Commun. 117, 8, 455 (2001)
  19. A. Bussmann-Holder, H. Buttner, A.R. Bishop. J. Phys.: Condens. Matter. 12, L115 (2000)
  20. U.T. Hochli, H.E. Weibel, L.A. Boatner. Phys. Rev. Lett. 39, 18, 1158 (1977)
  21. J.G. Bednorz, K.A. Muller. Phys. Rev. Lett. 52, 25, 2289 (1984)
  22. В.В. Леманов, Е.П. Смирнова, Е.А. Тараканов. ФТТ 37, 8, 2476 (1995)
  23. V.V. Lemanov, E.P. Smirnova, E.A. Tarakanov. Phys. Rev. B54, 5, 3151 (1996)
  24. P.A. Markovin, V.V. Lemanov, O.Yu. Korshunov, P.P. Syrnikov, U. Bianchi, R. Lindner, W. Kleemann. Ferroelectrics 184, 269 (1996)
  25. В.В. Леманов, Е.П. Смирнова, Е.А. Тараканов. ФТТ 39, 4, 714 (1997)
  26. P.A. Markovin, V.V. Lemanov, M.E. Guzhva, W. Kleemann. Ferroelectrics 199, 121 (1997)
  27. M.E. Guzhva, V.V. Lemanov, P.A. Markovin, T.A. Shuplygina. Ferroelectrics 218, 93 (1998)
  28. R. Oppermann, H. Thomas. Z. Phys. B22, 4, 387 (1975)
  29. T. Schneider, H. Beck, E. Stoll. Phys. Rev. B13, 3, 1123 (1976)
  30. R. Morf, T. Schneider, E. Stoll. Phys. Rev. B16, 1, 462 (1977)
  31. R.L. Prater, L.L. Chase, L.A. Boatner. Phys. Rev. B23, 1, 221 (1981)
  32. G.A. Samara. Phys. Rev. Lett. 53, 3, 298 (1984)
  33. K.B. Lyons, P.A. Fleury, D. Rytz. Phys. Rev. Lett. 57, 17, 2207 (1986)
  34. W. Kleemann, F.J. Schafer, D.Rytz. Phys. Rev. Lett. 54, 18, 2038 (1985)
  35. U. Bianchi, W. Kleemann, J.C. Bednorz. J. Phys.: Condens. Matter. 6, 1229 (1994)
  36. W. Kleemann, U. Bianchi, A. Burgel, M. Prasse, J. Dec. Phase Transitions. 55, 57 (1995)
  37. R. Kelz, P. Lehnen, W. Kleemann. J. Korean Phys. Soc. 32, S456 (1998)
  38. H. Uwe, K.B. Lyons, H.L. Carter, P.A. Fleury. Phys. Rev. B33, 9, 6436 (1986)
  39. Y. Yacoby. Z. Physik. B31, 275 (1978)
  40. O. Hanske-Petitpierre, Y. Yacoby, J. Mustre de Leon, E.A. Stern, J.J. Rehr. Phys. Rev. B44, 13, 6700 (1991)
  41. W. Kleemann, A. Albertini, R.V. Chamberlin, J.G. Bednorz. Europhys. Lett. 37, 2, 145 (1997)
  42. В.С. Вихнин, Ю.А. Борковская. ФТТ 20, 12, 3603 (1978)
  43. Б.Е. Вугмейстер, М.Д. Глинчук. ЖЭТФ 79, 3, 947 (1980)
  44. I.I. Tupitsyn, A. Deineka, V. Trepakov, L. Jastrabik, S. Kapphan. Ferroelectrics 237, 9 (2000)
  45. R.D. Schannon. Acta Cryst. A32, 751 (1976); 1, 462 (1977)
  46. V.S. Vikhnin, P.A. Markovin, V.V. Lemanov, W. Kleemann. J. Korean Phys. Soc. 32, S583 (1998)
  47. J.J. van der Klink, S. Rod, A. Ch\^ atelain. Phys. Rev. B33, 3, 2084 (1986)
  48. J.J. van der Klink, F. Borsa. Phys. Rev. B30, 1, 52 (1984)
  49. R. Comes, M. Lambert, A. Guinier. Solid State Commun. 6, 715 (1968)
  50. K.A. Muller. In: Nonlinearity in Condensed Matter / Ed. by A.K. Bishop et al. Berlin, Springer (1987). P. 234
  51. T.P. Dougherty, G.P. Wiederrecht, K.A. Nelson et al. Science 258, 770 (1992)
  52. G.H. Kwei, S.J.L. Billinge, S.-W. Cheong, J.G. Saxton. Ferroelectrics 164, 57 (1995)
  53. N. Sicron, B. Ravel, Y. Yacoby, E.A. Stern, F. Dogan, J.J. Rehr. Phys. Rev. B50, 13 168 (1994)
  54. A. Huller. Solid State Commun. 7, 589 (1969); Z. Physik 220, 145 (1969)
  55. R. Comes, G. Shirane. Phys. Rev. 5, 5, 1886 (1972)
  56. H. Krakauer, R. Yu, C.-Z. Wang, K.M. Rabe, U.V. Waghmare. J. Phys.: Condens. Matter. 11, 3779 (1999)
  57. M. Holma, N. Takesue, H. Chen. Ferroelectrics 164, 237 (1995)
  58. O.E. Kvyatkovskii. Ferroelectrics 153, 1--4, 201 (1994)
  59. О.Е. Квятковский, Б.Ф. Щеголев. Изв. РАН. Сер. физ. 64, 6, 1060 (2000)
  60. C.H. Park, D.J. Chadi. Phys. Rev. B57, 22, R13961 (1998)
  61. R.I. Eglitis, N.E. Christensen, E.A. Kotomin, A.V. Postnikov, G. Borstel. Phys. Rev. B56, 14, 8599 (1997)
  62. H. Donnerberg, R.H. Bartram. J. Phys.: Condens. Matter 8, 1687 (1996)
  63. C.C.J. Roothaan. Rev. Mod. Phys. 23, 69 (1951)
  64. A.A. Granovsky. http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/ index.html
  65. M.W. Schmidt, K.K. Baldridge, J.A. Boatz, S.T. Elbert, M.S. Gordon, J.J. Jensen, S. Koseki, N. Matsunaga, K.A. Nguyen, S. Su, T.L. Windus, M. Dupuis, J.A. Montgomery. J. Comput. Chem. 14, 1347 (1993)
  66. T.H. Dunning. J. Chem. Phys. 55, 716 (1971)
  67. T.H. Dunning, P.J. Hay. In: Methods of Electronic Structure Theory. Vol. 2 / Ed. by H.F. Schaefer III. Plenum Press (1977)
  68. I. Hyla-Kryspin, J. Demuynck, A. Strich, M. Benard. J. Chem. Phys. 75, 3954 (1981)
  69. S. Huzinaga, B. Miguel. Chem. Phys. Lett. 175, 289 (1990); S. Huzinaga, M. Klobukowski. Chem. Phys. Lett. 212, 260 (1993)
  70. P.O. Widmark, P.A. Malmqvist, B. Roos. Theor. Chim. Acta 77, 291 (1990); P.O. Widmark, B.J. Persson, B. Roos. Theor. Chim. Acta 79, 419 (1991); R. Pou-Amerigo, M. Merchan, I. Nebot-Gil, P.O. Widmark, B. Roos. Theor. Chim. Acta 92, 149 (1995)
  71. W.J. Stevens, H. Basch, M. Krauss. J. Chem. Phys. 81, 12, 6026 (1984); W.J. Stevens, M. Krauss, H. Basch, P.G. Jasien. Can. J. Chem. 70, 612 (1992)
  72. EMSL basis set Library. http://www.emsl.pnl.gov:2080/form/ basisform.html
  73. Landolt-Bornstein. Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology / Ed. by K.-H. Hellwege, A.M. Hellwege. Springer Verlag, Berlin (1981). Group III. Vol. 16a. 683 p
  74. W.B. Yelon, W. Cochran, G. Shirane, A. Linz. Ferroelectrics 2, 261 (1971)
  75. H. Chou, S.M. Shapiro, K.B. Lyons, J. Kjems, D. Rytz. Phys. Rev. B41, 10, 7231 (1990)
  76. P.M. Gehring, H. Chou, S.M. Shapiro, J.A. Hriljac, D.H. Chen, J. Toulouse, D. Rytz, L.A. Boatner. Ferroelectrics 150, 47 (1993)
  77. A.S. Barker, A.J. Sievers. Rev. Mod. Phys. 47, Suppl. 2, 2, S1 (1975)
  78. В.Г. Вакс. Введение в микроскопическую теорию сегнетоэлектриков. Наука, М. (1973). 328 с
  79. R.D. King-Smith, D. Vanderbilt. Phys. Rev. B49, 9, 5828 (1994)
  80. D.J. Singh. Phys. Rev. B53, 1, 176 (1996)
  81. E. Cockayne, B.P. Burton. Phys. Rev. B62, 6, 3735 (2000)
  82. R.E. Cohen, H. Krakauer. Phys. Rev. B42, 10, 6416 (1990)
  83. W. Zhong, R.D. King-Smith, D. Vanderbilt. Phys. Rev. Lett. 72, 22, 3618 (1994)
  84. P.H. Ghosez, X. Gonze, J.-P. Michenaud. Ferroelectrics 206, 205 (1998)
  85. R.E. Cohen, H. Krakauer. Ferroelectrics 136, 65 (1992)
  86. A.V. Postnikov, T. Newmann, G. Borstel. Phys. Rev. B50, 2, 758 (1994)
  87. D.J. Singh, L.L. Boyer. Ferroelectrics 136, 95 (1992)
  88. R. Yu, H. Krakauer. Phys. Rev. Lett. 74, 20, 4067 (1995)
  89. C.-Z. Wang, R. Yu, H. Krakauer. Phys. Rev. B54, 16, 11 161 (1996)
  90. A.P. Levanyuk, A.S. Sigov. Defects and Structural Phase Transitions. Gordon \& Breach, N.Y. (1988).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme