Вышедшие номера
Низкотемпературная активация фононов в сегнетоэлектриках
Министерство образования и науки Российской Федерации, Программа фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2021 - 2030 годы), FREU-2023-0001
Кузенко Д.В. 1
1Научно-исследовательский институт "Реактивэлектрон", Донецк, Россия
Email: danil.kuzenko.84@yandex.ru
Поступила в редакцию: 24 июня 2024 г.
В окончательной редакции: 7 июля 2024 г.
Принята к печати: 8 июля 2024 г.
Выставление онлайн: 10 сентября 2024 г.

Представлено исследование температурной зависимости диэлектрической проницаемости ε(T) квантовых сегнетоэлектриков KTaO3 и SrTiO3 и твердого раствора на их основе (SrTiO3)0.85-(KTaO3)0.15 при температурах от 5 до 300 K, для описания которой применена экспоненциальная функция с вероятностным фактором Больцмана и самосогласованным предэкспоненциальным множителем. Показано, что такой подход в низкотемпературном квантовом пределе согласуется с формулой Барретта, а в высокотемпературном - с законом Кюри-Вейсса. Исходя из этого, определены энергии активации процессов, протекающие на трех выделенных температурных участках (5-30; 30-80; 80-300 K), где зависимость ε(T) имеет экспоненциальный вид. Предполагается, что для KTaO3 и SrTiO3 такие активационные процессы обусловлены температурным возбуждением фононов при приближении к температуре Дебая. Для (SrTiO3)0.85-(KTaO3)0.15 отклонение зависимости ε(T) при T=30-80 K от экспоненциальной объясняется фонон-фононными взаимодействия нормальных мод колебаний кристалла. Ключевые слова: квантовый сегнетоэлектрик, энергия активации, титанат стронция, танталат калия, диэлектрическая проницаемость, фононы.
  1. D. Rytz, U.T. Hochli, H. Bilz.  Phys. Rev. B 22, 1, 359 (1980)
  2. М. Лайнс, А. Гласс. Сегнетоэлектрики и родственные материалы. Мир, М. (1981). С. 273
  3. В.В. Леманов, С.А. Гриднев, Е.В. Ухин. ФТТ 44, 6, 1106 (2002)
  4. П.A. Марковин, В.А. Трепаков, М.Е. Гужва, A. Dejneka, А.Г. Раздобарин, О.Е. Квятковский. ФТТ 60, 9, 1748 (2018)
  5. T. Esswein, N.A. Spaldin. Phys. Rev. Res. 4, 033020 (2022)
  6. A. Yamanaka, M. Kataoka, Y. Inaba, K. Inoue, B. Hehlen, E. Courtens. EPL 50, 5, 688 (2000)
  7. S. Bhattacharya, S. Jena1, S. Datta. J. Phys.: Conf. Ser. 2518, 012019 (2023)
  8. A. Gupta, H. Silotia, A. Kumari, M. Dumen, S. Goyal, R. Tomar, N. Wadehra, P. Ayyub, S. Chakraverty. Adv. Mater. 34, 9, 2106481 (2022)
  9. Д.В. Кузенко. Изв. РАН. Сер. физ. 5, (2024). В печати
  10. Д.В. Кузенко. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования  5, (2024). В печати
  11. D.V. Kuzenko. J. Adv. Dielectrics 12, 3, 2250010 (2022)
  12. Д.В. Кузенко. Вестн. ДонНУ. Сер. А 4, 15 (2022)
  13. H. Fujishita, S. Kitazawa, M. Saito, R. Ishisaka, H. Okamoto, T. Yamaguchi. J. Phys. Soc. Jpn 5, 7, 074703 (2016)
  14. В.А. Трепаков, В.С. Вихнин, П.П. Сырников, Ф. Смутный, М. Савинов, Л. Ястрабик. ФТТ 39, 11, 2040 (1997)
  15. Г.А. Смоленский, В.А. Боков, В.А. Исупов, Н.Н. Крайник, Р.Е. Пасынков, М.С. Шур. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. Наука, Л. (1971). С. 121
  16. W.N. Lawless. Phys. Rev. B  17, 3, 1458 (1978)
  17. J.H. Barrett. Phys. Rev. 86, 118 (1952)
  18. А.Б. Речестер. ЖЭТФ 60, 782 (1971)
  19. О.Г. Вендик. ФТТ 14, 4, 989 (1972)
  20. K.A. Muller, H. Burkard. Phys. Rev. B 19, 7, 3593 (1979)
  21. H. Vogt. Phys. Rev. B 51, 13, 8046 (1995)
  22. B. Pietrass, E. Hegenbarth. J. Low Temp. Phys. 7, 3-4, 201 (1972)
  23. S.E. Rowley, L.J. Spalek, R.P. Smith, M.P.M. Dean, M. Itoh, J.F. Scott, G.G. Lonzarich, S.S. Saxena. Nature Phys. 10, 367 (2014)
  24. P. Chandra, G.G. Lonzarich, S.E. Rowley, J.F. Scott. Rep. Prog.  Phys. 80, 11, 112502 (2017)
  25. О.Е. Квятковский. ФТТ 43, 8, 1345 (2001)
  26. Д.В. Кузенко. ФТТ 66, 5, 723 (2024)