Кристаллооптика и акустика структурно-модулированных фаз тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

рг Б ОД'

1 6 OUT 13?п

MIHICTEPCTBO ОСВ1ТИ УКРА1НИ 1НСТИТУТ Ф13ИЧН01 оптики

На правах рукопису

К1ТИК Андрш Васильович

УДК 537.94

КРИСТАЛООПТИКА ТА АКУСТИКА СТРУКТУРНО^МОДУЛЬОВАНИХ ФАЗ

Спещальшсть 01.04.05 - Оптика, лазерна ({нзика

Автореферат дисертацп на здобуття наукового ступеня доктора ({йзико-математичних наук

ЛЬВ1В - 1995

Робота виконана в 1нститут1 ф!зично! оптики.

Науковий консультант: доктор ф1зико-математичних наук,

професор ВЛОХ Орест Григорович

Офвдйш опоненти: доктор ф1зико-математичких наук,

професор БАЙСА Дмитро Федорович

доктор ф1зико-математичних наук, професор

ВИСОЧАНСЬКИЙ Юшан Миронович

доктор ф1зико-математичних наук, професор

ЛЕВИЦЬКИЙ Роман Романович

Провщна оргашзащя: Нащональний техшчний ушверситет

Украши " Кшвський пол1техшчний пхститут"

Захист вщбудеться аистападскшъ Р. о ?год. на зась-данш спещал1зовано1 вчено! ради по захисту дисертацш на здобуття наукового ступеня доктора ф13ико-математичних наук (Д.04.07.01) при 1нститут1 ф1зично! оптики, 290005, м.Льв1в, вул.Драгоманова 23. 3 дисертащею можна ознайомитися в б1блютещ 1нституту.

Автореферат роз!сланий " ^ €.С-/€ $ 1995 р.

Вчений секретар снец1ал1зовано! вчено! ради, канд. ф!з.-мат. наук

БОЛЕСТА 1.М.

ВСТУП

Актуальшсть теми. Близько двадцяти роюв тому у кристало-ф1зищ сформувався новий напрямок, пов'язаний з дослщженням мо-дульованих структур в д!електричних кристалах. Про модульоваш структури звичайно говорять у контекст1 з структурними фазови-ми переходами, яш шдукуються нестабшьшстю певного типу ко-ливання к[>истал1чно1 гратки (м'яко! моди) в точках, вщмшних вщ центру зони Бршлюена. Використовуючи апарат теорп труп, Ллф-шиць першим показав, що число точок пом'якшення в зош Бр1л-люена обмежене, 1 вони займають певш симетричш положения. В результат! конденсаци м'яко! моди в однш 1з симетричних точок у кристал! виникае модульована структура, перюд яко! строго сшв-м1рний 13 розм1ром елементарно! комгрки вих1дно! фази з кратшстю 1,2,3,4...раз1. Переважно виникнення сшим1рно модульованих структур супроводжуеться появою макроскошчних однорадних спонтан-них величин - електрично! поляризацп або мехатчно! деформацн. Останш, навщшну вщ випадку звичайних сегнетоелектршив та сег-нетоеластшав, не дають опису симетр!йних змш при фазових переходах I тому не можуть виступати в якост1 парамстр!в порядку феноменолопчно! теори Ландау. Згодом середовища, як! володь ють такими фазами, отримали в л1тератур1 назву невласних сегне-тоелектршав та сегнетоеластшав. Вщкриття в кристал1чних д1е-лектриках невласно! сегнетоелектричноси та сегнетоеластичност1 стало потужним поштовхом подальшого активного розвитку теорп структурних фазових переходов та експериментальних дослщжень ф1зичних властивостей широкого кола нових кристал1чних матер1а-Л1В. Нетривгальна поведшка оптичних та акустичних властивостей невласних сегнетоелектршпв та сегнетоеластшав в област1 фазових переход1в неодноразово обговорювалась у зв'язку з можливо-стями 1х практичного використання.

Чергове шднесення в кристалооптищ та кристалоакустищ ввдно-ситься до середини шмдесятих рошв, коли в кристал1чних д1елек-триках був в!дкритий новий тип модульовано! структури з перь одом модуляци некратним перюду елементарно! ком1рки вихщно! фази. 3 точки зору феноменологична! теорп водповвдш фазов1 переходи пов'язаш з конденсащею м'яко! моди на з!рках нел1фшицевого типу. При цьоиу модуль|хвильового вектора модуляци може змшю-ватись неперервним чином в залежноси в!д температури, тиску та шших фактор1в. Структури, яш характеризуються векторами не-л1фшидевого типу, отримали назву несшвм1рних. Власне з несшв-м!рною фазою пов'язане виникнення принципово нових понять у ф1-зищ структурних фазових переход1в, зокрема: надпросторов1 групп, диявольська драбина, терм1чна цам'ять, глобальний термшний г1стерезис, фазов1 сол!тони, ампл1тудон-фазонне розщеплення, пол!-критична точка Ллфпшця та ш. Модульована структура несшвм1р-но1 фази не е кристал1чною в звичайному розумшш цього слова, оскшьки вона не описуеться в межах 1снуючих 230 просторових груп. В цьому сена 1й можна вдазести пром1жне м1сде м1ж строго впорядкованими кристал!чними та розупорядкованими аморфними системами.

Вивченню несшвмгрно впорядкованих систем присвячена велика юлыастъ експериментальних та теоретичних роб1т. Разом з тим, природа даного незвичайного псевдокристал1чного стану в ба-гатьох аспектах далека ввд глибокого розумшня. Серед к;нуючих проблем особливо! уваги заслуговують дослщження дiaгpaм стану несшвм1рних сегнетоелектршив та сегнетое ластшав. Суттевий вплив гщростатичного тиску на модульоваш структури зумовлюе в багатьох випадках появу на д1аграмах стану полшритичних точок, в яких зникають нecпiвмipнi та сшвьарш фази. Вказаш полшритич-ш точки як в теоретичному, так 1 в експериментальному вiднoшeннi

вивчеш досить слабо. Переважна бшышсть експеримент^в стосу-бться головним чином д1електричних властивостей. В той же час, особливо чутлив! до структурних фазових переход1в кристалооп-тичш та акустичш методи не набули широкого розповсюдження, ÎMOBipHO, внасл1док трудноицв методичного характеру. Неважко було передбачити, що сильш змши ампл1туди та перюду модульова-Hoî структури HecniBMipHoï фази nid впливом гщростатичного тис-ку, виявлеш рашше методами нейтронно! та рентгешвсько! дифрак-ца, повинш нроявити себе в оптичних та акустичних властивостях. При цьому слщ зауважити, що оптичш та ультразвуков! методи переважно дають взаемодоповнюючу ¡нформащю, тому ïx одночас-не застосування до вивчення фазових переход1В та полшритичних точок е особливо корисним. ,

Актуальшсть проведения вказаних дослщжень стала ni л к ом очевидною. 3 niera метою близько десяти роюв тому на кафедр1 нель шйно1 оптики JlbBÎBCbKoro ушверситету при безпосередшй участ! автора були розпочат1 активш роботи по освоению методики до-сл!джень двозаломлюючих та акустичних властивостей кристал1в при високих тисках. Вивчення характеру аномально! поведшки цих властивостей у поеднант з ïx анал1зом на ochobI феноменологично! Teopil Ландау суттево розширюють ¡снуюч1 уявлення про природу фазових перехоД1в та полшритичних явищ. В дисертащйшй робот! також приводяться результата досл1джень оптично! активности генерацп друго! оптично'1 гармошки, лшпшого електрооптично-го та електроакустичного ефекив несшвм!рних сегнетоелектршав. Актуальшсть таких експсримент!в, з одного боку, викликана неод-нозначшстю погляд1в в питанш про макросиметр1ю модульованих фаз, з другого боку - ощнками перспективное^ реального вико-ристання дослцркуваних кристал1чних сполук в пристроях акусто-оптики, акустоелектрошки та лазернш техшщ.

Меха роботи

1. Вивчення фундаментальних законоъпрностей поведшки оптич-них та акустичних властивостей. сегнетоелектричних та сегнето-еластичних кристал1в з несшвм1рними та сшвъирними модульова-" ними структурами в област1 фазових переход1в та по л ¡критичних точок.

2. Дослщження оптичними та акустичними методами д1аграм стану гщростатичний тиск - температура (Р, Г-д1аграм) несшвм1р-них сегнетоелектршив та сегнетоеластшыв р1зного типу з метою ви-явлення на них принципово нових у ф1зичному ввдношенш полшри-тичних точок. Феноменолопчний опис фазових д1аграм, поведшки оптичних та акустичних властивостей в окол1 фазових переход1в та полшритичних точок р1зно1 природи7

3. Вияснення основних закономерностей прояву ефект1в оптич-но1 активное^, генерацп друго! оптично! гармошки, л1шйно! елек-трооптики та електроакустики в обласй !снування несшвм1рних та сшвм1рних модульованих фаз. Феноменолог1чний опис ефект!в про-сторово! дисперсп та параметрично! оптики 1 акустики. Вивчення особливостей прояву ефекту терм1чно! памят1 в акустищ та оптищ.

Наукова новизна

1. Оптичними та ультразвуковими методами вивчеш фазов1 Р,Т-д1аграми п'ятнадцяти сполук несшвм1рних сегнетоелектрик1в та сегнетоеластшив piзнoгo типу. В кристалах {Г^СНз^гСиСЦ, Ш4Н8е04, (ГШ4)2гпС14, Cs2HgBг4, Сз2СаВг4 та Cs2HgCl4 вперше ви-явлено ¿снування на !х фазових Р, Т-д1аграмах нового типу потрш-них точок, в яких зникае область пром1жно! несшвм!рно! фази. За-пропонована феноменолопчна теорш фазово! д1аграми власних не-сшвм1рних сегнетоеластик1в Cs2HgBr4, СвгСсШ^ та Cs2HgCl4.

2. В межах феноменолоНчно! теорп з використанням теоретико-групового анал!зу проведено розгляд аномально!, температурно! по-

ведшки оптичних та акустичних властивостей в облает! фазових пе-реход1в та полпсритичних точок несп1вм1рних сегнетоелектричних та сегнетоеластичних кристал1в {]Ч(СНз)4}2ХС14 (X = Со, Ре, Мп), {К(СНз)4}2СиВг4, Шэ2гпВг4, Ю^пСЦ, (Ш4)22пС14, Ся2НвВг4, С82Сс1Вг4, Cs2HgCl4 та ВССБ.

3. Вперше в широкому штервал! температур та тисыв проведен! акустичт та електроакустичш дослщження кристаЛ1В ВСВР в обласи фазових переход!в та потршно! точки, яка роздшяе на Р,Г-д1аграм1 параелектричну, сегнетоелектричну та антисегнето-електричну фази. В окол! дано! точки виявлено суттеве зростання флуктуащйних ефекив. В межах феяоменолопчно! теорп проведено анал1з акустичних аномалй! кристал1В БСБР та БШЭР.

4. Експериментально виявлено ¿снування ефекту терм!чно! пам'я-т1 в акустичних властивостях. Показано, що ефекти термооптично! та термоакустично! пам'ят! мають сшльну ф1зичну природу.

5. В широкому штервал! температур та пдростатичних тисюв на приклад! несшвм1рних сегнетоелектричних кристал^в вперше проведено досладження лшшного електроакустичного ефекту та подано феноменолопчний опис його аномально! поведшки в окол! фазових персход1в. На основ! узагальнення результатов дослщжень лшйно-

го електроакустичного та електрооптичного ефект1в, оптично! ак-

*

тивност1 та генераци друго! оптично! гармошки зроблено висновок про макросиметрпо несшвм1рно модульованих структур кристал1в.

Положения, як1 виносяться на захист

1. Загальш законом!рност1 аномально! поведшки двозаломлюю-чих, пружних та електроакустичних властивостей кристал1в групи {К(СНз)4}2ХС14 (X = Ъщ Со, Ее, Мп, Си) та {Н(СН3)4}2СиВг4 в облает! фазових переход1в ! пол!критичних точок на Д1аграмах стану та !х феноменолоНчний опис. Визначальна роль фононних збуджень несшвм!рно! фази (ампл!тудона, фазона та верхньо! моди) в форму-

ванш характеру акустичних апомалш в облает! несшвм1рних фа-зових переходов та обумовлена цим фактором сильна залежшсть пружних властивостей вказаних кристал1в В1д хвильового вектора несшвм1рно! модуляцп. Слабка чутлив!сть оптичного двозалом-лення до змш хвильового вектора несшвм1рно! фази як резу.и -ат вщсутност1 релаксацшних мехашзм!в у взаемодп високочастотних електромагштних хвиль з фононною шдсистемою.

2. Результати оптичних, акустичних та слектроакустичних до-слщжень фазових Р, Г-д1аграм невласних несшвм1рних сегнетоелек-трикш ВЪ22пВп, Щ^пСЦ, (МН^ЙпСЦ та Ш^НЭеО^ Виявлення но-вих фаз високого тиску та дотршних точок на вказаних д1аграмах стану. ФеноменолоНчний анал1з акустичних аномал!й в облает! фазових переходов кристал!в Rb2ZnBr4 та Rb2ZxlCl4 з врахуванням специф1чного фактору \крекриття сум!жних фаз. Невласна сегне-тоеластична природа фаз високого тиску в цих кристалах.

3. Експериментальне виявлення та феноменолопчна теор!я нового типу потрйно! точки на фазових Р, Т-д1аграмах власних не-сшвм1рних сегнетоеластишв Cs2HgBг4, СвгОсШ^, СвгЬ^С^. Трансформация характеру температурно! поведшки оптичного двозалом-лення та швидкостей ультразвуку в окол1 несшвм1рних фазових п:ереход1в при наближенш до потр1йно! точки. Феноменолозпчний опис оптичних та акустичних аномалш поблизу потрйно! точки.

4. Результати акустичних дослщжень каскаду несшвм1рних та сшвм1рних фазових переход1в типу диявольсько! драбини в кристалах ВССБ при високих тисках. Лептимшсть модел1 одн1е! м'яко! моди для опису акустичних аномалш на диявольськш драбиш, яка випливае ¡з теоретико-групового анал!зу експериментально отри-маних результат1в.

5. Особливоси прояву ефекпв генерацп друго! оптично! гармошки 1 лшшно! електроакустики в несшвм1рних та сшвм!рних по-

лярних фазах кристал1в групи А2ВХ4. Феномене л ог1чний опис Г1-ротропних властивостей кристал1в групи А2ВХ4 в несшвм1рних та сшвм1рних фазах. Вщсутшсть вказаних ефект1В у нествм!рнш фаз1 переважно! бьчьшост! сполук як факт прямого шдтвердження п ма-кроскошчно! центросиметричност1. Вздхилення В1Д цього правила несшвм1рних фаз деяких сполук як результат порушення 'Чдеаль-ност1" несшвм!рно м^дульовано! структури.

6. Виявлення ефекту терм1чно! пам'ят1 в акустищ та його феноме-нолопчне пояснения. Сшльшсть мехашзму ефскт1в термооптично! та термоакустично! пам'ять

7. Виявлення специф!чних аномалш акустичних та електроакус-тичних властивостей в обласи фазових переход1в 1 потршно! точки моноклшних кристал1в БСБР та 1х феноменолопчяе пояснения. Суттеве посилення впливу флуктуащйних ефекив на характер аномально! поведшки пружних властивостей поблизу потршно! точки за рахунок змши форми дисперс!йно! плки м'яко! моди. Феномено-лог!чна модель двох м'яких мод для опису акустичних аномалш в окол! сегнет!електричного фазового переходу кристал!в БИБР.

Наукова та практична цшшеть

Результати дослщжень оптичних та акустичних властивостей сег-нетоелектршав та сегнетоеластик!в з несшвм!рними та сшвм!рни-ми модульованими структурами в широкш облает! гщростатичних тиск!в та температур дають змогу глибше проникнути в суть та природу фазових переход!в ! пол!критичних явищ на !х д!аграмах стану. Розроблена в дашй робот! ориг!нальна методика дослщжень кристалооптичних та акустичних властивостей твердих Т1л при ви-соких пдростатичних тисках дала змогу вперше виявити ряд прин-ципово нових полшритичних точок на фазових д!аграмах несшвм!р-них д!електрик!в. Очевидно, що меж! застосування дано! методики можуть бути в майбутньому значно розширеш як в плат об'ект1в

досладжень, так 1 в плаш кола полжритичних явищ. Основш ре-зультати дисертащйно! роботи в свош сукупност1 вщкривають но-вий напрямок - кристалооптика та кристалоакустика модульова-них структур сегнетоелектризпв та сегнетоеластшав в облает! фа-зових переход1в та полперитичних точок.

Отримаш результати св!дчать про те, що вс1 дослужу ваш в да-шй робой кристали групи А2ВХ4,1мов1рво внасл1док особливостей 1х кристал1чно! будови, володдать хорошими основними акустич-ними параметрами - низькими значениями ппзидкостей та коефщь ент1в загасання поздовжшх та поперечних ультразвукових хвиль. В бшыност1 кристал1в ще! групи висок1 акустичш параметри по-еднуються з пшрокою областю прозоросп в УФ, видимгё та 14 дшянках спектру оптичного випромшювання, що обумовлюе пер-спектАвтсть 1х використання в акустооптищ та лазершй т^хшщ. Результати дослщжень електрооптичного та електроакустичного ефект!в мають важливе значения при ощнках перспективное« використання даних кристал1чних матср1ал1в для створення електро-оптичних модулятор!в та керованих електричним полем часових Л1шй затримки радю1мпульс1в.

Структура та об'ем роботи

Дисертавдя складаеться з вступу, шести роздш1в, висновюв та списку л1тератури. Вояавикладенана381 сторшках машинописного тексту, в тому числ1 м1стить 207 рисунюв та 24 таблищ. Список л^тератури складаеться 13 294 б1блшграф1ч£шх найменувань.

Особистий внесок автора в розробку наукового напрямку

Дисертацшна робота б наслщком б1льш як десятир1чних дослщ-жень, як1 були розпочат1 на кафедр! нелшшно! оптики Льв1вського держушверситету ¡м. 1в.Франка 1 завершен! в 1нсгихут1 ф1зично! оптики.

Науковий консультант професор О.Г.Влох привернув увагу ав-

тора до лроблеми акустичних та оптичних дослщжень кристал1в при високих тисках. Сшльно з ним було здшснепо виб1р напрям-ку дослвджень, постановка та розв'язок ключових завдань, а також проведено обговорення основних результатов.

Особистий вклад автора полягае в розробщ ушкальних експери-ментальних методик по дослвдженню оптичних та акустичних вла-стивостей твердот1льних( середовищ у широкш облает! температур (150-450 К) та гщростатичних тисюв (0.1-600 МПа). Иому належить заслуга в освоенш метод1в вирощування кристал1в з водного розчи-ну та отриманш ряду нових високояюсних кристал!в групи А2ВХ4, як! володпоть несщвм!рно та сшвм1рно модульованими структурами. Разом з проф. О.Г.Влохом та зав.лаб. О.М.Мокрим запропоно-вано принципово новий високоточний метод для визначення швид-коси ультразвуку в тве^дих тшах та рщинах. Дослщження оптичних та акустичних властивостей нествм1рних та сшвм!рних сег-нетоелектршав та сегнетоеластшов у широкш област1 температур та тисюв, що охоплюють область ¡снування фазових переходов та полшритичних точок, проводились як при безпосередшй участ1 автора разом !з сшвроб!тниками 1ФО зав.лаб. О.М.Мокрим, м.н.с. В.П.Сопрунюком, шж. А.В.Задорожною та ст.н.сп. Я.Й.Щуром, так I лише при його виключно особистш участь Останне стосуеть-ся експеримешпв по виявленню ефекту терм1чно! пам'яи в акустищ для ряду кристал^в групи тетраметиламошю тетрахлорметалцнв та його теоретичного пояснения, а також вивчення оптичних та акустичних властивостей кристал1в ^Н4)22пС14 та БС^Нг^- Автору належить заслуга в теоретичному обгрунтуванш експеримен-тально отриманих результате на основ! феноменолопчно! теорп Ландау, яка базуеться на строгому теоретико-груповому анал1з1. Ним особисто був запропонований шдхвд до опису аномально! по-вед!нки акустичних та оптичних властивостей в областях !з сшв-

¡снуючими модульованими фазами, а у випадку кристал!в 6eTain кальщевого хлориду дигвдрату (BCCD) проведено строгий феноме-нолог1Чний анал13 фазових переход1в типу диявольсько! драбини в межах моделей одше! та двох м'яких мод. 3 позицш динамши грат-ки автор теоретично обгунтував суттеве посилення впливу флук-туащйних ефекив на характер аномально! поведшки нружних вла-стивостей кристал1в DCDP та Cs2CdBÍ 4 поблизу потршних точок як результат змши форми дисперсшно! г!лки м'яко! мода. Разом Í3 Я.Й.Щуром запропонована модель двох м'яких мод для опису сегне-т1електричного фазового переходу кристал1в DRDP. Разом з проф. А.П.Леванюком та зав.лаб. О.М.Мокрим запропонована феноме-нолопчна теор1я нового типу потр1йно! точки, виявлено! рашше на фазових Р, !Г-д1аграмах власних несд1вм1рних сегнетоеластшав. В дашй робот! автор також використав деяи матер1али свое! кан-дидатсько! дисертаци. В сшльних роботах вклад автора в отримаш

результати б переважаючим. Ochobhí положения, як i виносяться

i

на захист та висновки дисертаци належать автору.

Адробащя роботи

Ochobhí результати роботи доповадались на Всесоюзному ceMmapi по фазових переходах в сегнетоелектриках (Москва,1984), I Респуб-лжанськш конференцп по ф!зищ твердого т1ла (Караганда, 1986), XI та XII Всесоюзнш конференцп по ф!зищ сегнетоелектршав (Чер-швщ, 1987 ; Ростов-на-Дону, 1989), IV i V Всесоюзнш школьсемшар! но ф1зищ сегнетоеластшав (Дншропетровськ, 1988; Ужгород, 1991), I бвропейськш конференцп по застосуванню полярних д1електри-kíb (Цюр1Х, 1988), VII та VIII М1жнароднш конференцп по сегнетоелектриках (Саарбрюккен, 1989; Гайзерзбург, 1993), VII М1жнарод-шй конференцп по застосуванню сегнетоелектршав (Урбана, 1990), I Радянсько-Польському симпоз1ум1 по ф1зшп сегнетоелектршав (Льв1в, 1990), XIX та XX Схщноевропейсыай конфереци по ф!зи-

щ сегнетоелектршив (Пшесбка,1992; Карпач,1993), Республшансь-kíü науково-техтчшй конференцп "Параметрична крисхалооптика тап застосування" (Льв1в, 1990), VIII бвронейськш конференцп по сегнетоелектриках (Ншмеген, 1995). За результатами дисертаци опублшовано понад 70 роб!т.

ОСНОВНИЙ 3MICT РОВОТИ

У першому розЫлг приведено опис експериментальних установок та методик для дослвдження оптичних та акустичних властивостей кристал!в в широкш облает! температур (150-450 К) та тисюв (0.1600 МПа). 3i6pam прецизшна поляриметрична установка для до-

о

слщження двозаломлюючих властивостей кристал1в (А = 6328 А) методом Сенармона та установки для вим^рювання швидкостей та загасання ультразвукових х^иль (/=5-15 МГц) в твердоильних се-редовшцах акустичними ехо-1мпульсними методами. Описана авто-матизована установка по дослщженню нелга1йнооптичних характеристик кристал!в. Вщпрацьована методика по вим1рюванню оптич-

о

но! активное^ (А = 6328 А) вздовж оптичних осей двов1Сних кри-стал1в.

В кшщ розд1лу описана технология вирощування кристал!в. Зо-крема, в дашй po6oTÍ проводились дослщження оптичних та акустичних властивостей кристал^в, hkí вщповщають 19 р1зним xímÍ4-ним складам: CsD2P04 (DCDP), RbD2P04 (DRDP), {N(CH3)4}2XC1^ (ТМАТХ-Х, X = Zn, Со, Cu, Fe, Mn), {N(CH3)4}2CuBr; (ТМАТБ-Cu), Rb2ZnCl4, K2ZnCl4*, (NH4)2ZnCl¿, Rb2ZnBr*, RbHSe04, NH4HSe04, Cs2CdBr^, Cs2HgBr4, Cs2HgCl4, (CH3)3NCH2COO CaCl2 2H20 (BCCD), SC(NH2)2. Кристали, noMÍ4em 3Ípo4Koio синтезоваш особисто автором.

Другий розды присвячений вивченню акустичних властивостей моноклшних кристал1В DCDP та DRDP. Дослужено вплив гщро-

статичного тиску на температурш залежноси швидкостей та зага-сання поперечних та поздовжшх ультразвукових хвиль кристал1в DCDP в област1 фазових переход1в. Показано, що аномал1я нгвид-KocTi поздовжньо! хвил1 V2(q || Y, E )| Y) в област1 сегнетоелек-тричного фазового переходу, яка попшрюеться вздовж полярно! oci, зменшуеться шд впливом монодомешзуючого зовшштшнього електричного поля^ Наявшсть виразно! аномалп швидкост1 Vi при Т = Тс у випадку полвдоменного зразка пов'язуеться i3 суттевим послаблениям далекодпочого характеру диполь-дипольних взаемо-д1й внаслщок неоднорщного розшдалу поляризацп по об'ему зразка. Очевидно, що при цьому важливе значения мае конф1гуращя та розьпри домешв. Останш, на думку автора, повинш бути значно мешш довжини ультразвуково! хвиль

В межах феномеколопчно! теорп проведено детальний анал!з аномально! поведшки швидкостей та загасання ультразвуку в окол1 фазових переход1В DCDP. Виявлено добре узгодження м!ж результатами експерименту та висновками теорп. На ochobi експеримен-тальних даних розраховано час релаксацп полярно! м'яко! моди. Встановлено, що його величина в обласп сегнетоелектричного фазового переходу (тр = та/(Т — Тс),т0 = 5 ■ 10-9сК) приблизно на порядок бшыца, шж в недейтерованих аналогах CSH2PO4 (CDP).

Експериментально шдтверджено наявшсть потршно! точки (Рт = 575 МПа, Тт — 214 К) на фазовш Р, T-fliarpaMi кристал!в DCDP, в ЯК1Й лппя сегнетоелектричних фазових nepexofliB другого роду 3Mi-нюеться на л1шю антисегнетоелектричних фазових переход!в другого роду. Для швидкостей та загасання поздовжшх та поперечних ультразвукових хвиль в област1 потршно! точки виявлено значне посилення впливу флуктуацш на 1х температурну поведшку побли-зу сегнетоелектричного фазового переходу за рахунок змши форми дисперайно! гшки м'яко! моди.

Показано, що аномальний шк температурно! залежносп електро-акусхичного коефиценху /¿2 в окол1 сегнетоелекхричного фазового переходу зменшуеться ¡з зростанням прикладеного гвдростатично-го тиску ! повшсхю зникав в похрйнш точгц. При цьому, як по-казуе феноменолопчний анал!з, змши /222 в облает! фазового переходу визначаюхься хенперахурною залежшетю д1електрично1 про-никливост1. Дшсно, в облает! сегнехоелекхричного фазового переходу спосхери-аеться аномальне и зростання б!льш шж на два порядки. П!д впливом г!дростатичного тиску величина аномального тку Д1електрично! проникливост! при Тс суттево зменшуеться, що в!дпов!дно призводить до зменшення величини аномал!! коефиц-енту /¿2(Г) в облает! фазового переходу з парафази в сегнетоелек-тричну фазу. Ввдсутшсть л!шйного електроакустичного ефекту в антисегнетоелектричшй фаз1 вказуе на !! пентросиметричшсть.

Досл!джено вплив г!дростатичного тиску на температурну пове-д!нку швидкостей поздовжшх та поперечних ульхразвукових хвиль крисхал!в БИБР в облает! фазових переход!в. Отримана фазова Р,Т-д!аграма дих кристал!в добре узгоджуеться з результатами попередн!х д1електричних дослщжень [1]. Разом з тим, акустичш досл!дження не подтвердили юнування на Р, Т-д1аграм1 двох потрш-них точок та фази, шдуковано! високим пдростатичним тиском, як! спостер!гались.в робох! [2]. АномалП акустичних властивостей в окол1 фазового переходу в сегнет1електричну фазу як!сно добре описуються на основ! феноменолог!чно! модел! двох м'яких мод при врахуванш релакеащйного мехашзму Ландау-Халатшкова.

У третьему роздш приведет результати доелвджень оптичних та акустичних властивостей кристал1в групи ТМАТХ-Х в облает! фазових переход!в та полшритичних точок. Вивчено вплив гадро-схахичного хиску на хемпературт залежносх! опхичного двозалом-лення крисхал!в ТМАТХ-Х (X = Со, Мп, Ге). Отримано фазо-

в! Р,Т-д!аграми цих кристал!в. Вперше на фазових Р,Т-д1аграмах ТМАТХ-Со встановлено области ¡снування несшвм1рно! фази та сшвм1рно модульовано! сегнетоеластично! фази (к = а*/3), а на фазовШ д1аграм! ТМАТХ-Бе виявлено критичну точку, в якш зни-кае сшвм1рно модульована фаза з хвильовим вектором модуляцп к = За*/7. В межах феноменологччно! теорп показано, що поведш-ка д^озаломлення в несшвм1рнш фаз! в кшцевому рахунку визна-чаеться лише вкладом амшитуди параметру-порядку 1 практично не залежить в1д хвильового вектора модуляцп. Це тдтверджуеть-ся практичною незмхншстю характеру температурних залежностей двозаломлення в несшвм1ршй фаз! в1д прикладеного пдростатичного тиску.

Разом з тим, нами виявлеш суттев1 зм1ни характеру аномалш / / шви&костей та загасання поперечних ультразвукових хвйль в не-

сшвм1ртй фа.31 вказаних кристал1в шд впливом гщростатичного тиску. Показано, що 1х вигляд для кристал1в ТМАТХ-Х (X = Zn, Со, Ре) при малих тисках вадповщае температурним залежно-стям швидкостей та загасання ультразвуку кристал1в ТМАТХ-Мп в обласг1 високих тиск1в. При тисках Р > Р^ (Р^ - значения критичного тиску, при якому зникае несшвм1рна фаза) в ус1х криста-лах виявлено аномальш зменшення швидкост1 та зростання загасання поперечно! хвил1 || а, Е || с) в област1 безпосереднього фазового переходу другого роду з парафази у власну сегнетоела-стичну фазу. Показано, що вказана поведшка швидкост1 те! хвил1 яшсно добре описувться законом Кюр1-Вейса.

Проведено феноменолог1чний розгляд температурное поведшки пружних властивостей кристал1в ТМАТХ-Х (X = Ъп, Со, Мп, Ре) в облаем фазових переход!в та полжритичних точок на основ1 вра-хування особливостей взаемоди пружних хвиль з ампл!тудоном, не-голдстоушвським фазоном та верхньою модою. Показано, що спе-

цифша прояву останшх суттевим чином залежить ввд положения мш1мума м'яко! моди в зот Бршлюена. Зокрема, пом1тне зро-стання загасання Да^Даб) та зменшення швидкост1 ультразвуку V4(q || а, Е || с) (^(я || а, Е || Ь)) спостер1гаеться у випадках, коли частота неголдстоушвського фазона и)^ ( верхньо! моди Шц) стае низькою, що для кристал!в ТМАТХ-Х (X = Zn, Со, Мп, Ге) мае м1сце поблизу точок зони Бршлюена а*/1| (а*/2). Змша характеру аномал1й пружних властивостей шд впливом пдростатичного тис-ку пов'язуеться iз суттевим зм!щенням точки конденсацп м'яко! моди в цих кристалах вщ а*/2 до а*/3. На основ1 експериментальних даних проведена овднка чашв релаксацп ампд1тудонно! та неголд-стоушвсько! фазонно! мод.

В несшвм1рнш фаз! кристал!в ТМАТХ-Х (X = Zn, Со, Ее) вперше ультразвуковим ехо-1мпульсним методом^иявлено ефект терм!чно! пам'ять Отримащ результати анал1зуються в межах ¡снуючо! те-ори ефекту пам'ять Показано, що аномал1я швидкост1 поперечно! хвшп ^ за рахунок ефекту терм1чно! пам'ят1 обумовлена локалЬ защею хвильового вектора модульовано! структури ко на значен-ш к*, де к* - хвильовий вектор концентрацшно! хвил! дефектов та дом1нюк, утворено! в процес1 попередньо! тривало! витримки зраз-ив при стабш1зованш температурь Тривалий В1дпал зразк1в в па-рафаз! суттево зменшуе величину аномалш обумовлених ефектом терм!чно! пам'ят! аж до !х майже повного зникнення. Цей факт пояснюеться процесом дифуз!йного розупорядкування дефект1в та дом!шок, що в юнцевому випадку призводить до "стирання" !х концентрацшно! хвиль Якщо вийти ¡з припущення, що зменшення ам-пл!туди Со концентрацшно! хвил1 (С = Со соьк*х) тдпорядковуеться експоненвдальному закону (Со ~ ехр(—</гс), £ - час), то проведена на основ! експериментальних результата оцшка показуе, що величина часу релаксацп тс в дослщжуваних кристалах складае ~10-12 годин.

Отримаш значения тс близью до аналогичных одшок для кристал1в ЗС(КН2)2 [3], що сввдчить про сшльшсть мехашзму термооптично! та термоакустично! пам'ять

В широшй облает! температур та гщростатичних тисюв проведен! електроакустичн! доелвдження кристал1в ТМАТХ-Х (X = Со, Ге). Показано, що лшйний електроакустичний ефект в цих кристалах спостер1габться 1|оловним чином в облает! !снування полярно! фази. Вдаутшсть даного ефекту в несп!вм!рн1й фаз! вказуе на I! макроскоп!чну центросиметричшсть ! узгоджуеться, зокрема, з результатами дослщжень лтйного електрооптичного ефекту та генераци друго! оптично! гармошки. Аномали електроакустичних коефвдешпв в облает! фазових переход!в в полярну фазу добре опи-суються в межах феноменолопчно! теор!!.

Методами оптичного дво*заломлення (А = 6328 А) та ультра-звукових вим1рювань (/ = 10МГц) вивчена фазова Р,х,Т-д!аграма кристал!в М(СНз)4}аСиС14_гВгх. Показано, що несшвм!рна фаза в щй систем! зникае в фазовому Р,х, 1Г-простор! в л!нП потр!йних то-чок. При цьому фазов! Р, Г-д!аграми як чисто! сполуки ТМАТХ-Си (х = 0), так ! твердих розчишв на II основ! з х = 0.11 та 0.21 суттево в!др!зняються в1ц Р,Т-д!аграм !зоструктурних кристал!в ТМАТХ-X (X = Ъп, Со, Мп, Ге), що пояснюеться принципово р!знок> природою впорядкування структури при фазових переходах обох ти-шв сполук. Виявлений неперервний характер температурних змш оптичного двозаломлення 8(Апс) ! швидкостей поперечних хвиль У^ та Ув в облает! переходу парафаза - невласна сегнетоеластична фаза (кс = а*/3) при Р > Рк суперечить умов! Л!фшиця, яка заборо-няе !снування фазового переходу другого роду в однорщш фази при наявност! у вшьшй енерги швар!анта типу ((¿дС^*/дг — (¿'дС^/дг). Останне розходження результат!в експерименту та феноменолопч-но! теорп пояснюеться розмитим характером вказаного переходу.

У випадку кристал!в ТМАТБ-Си показано, що вклада верхньо!

моди В. € Лз та моди € В\д в пружш властивост1 е незначш,

на вщмшу вщ !зоструктурних сполук ТМАТХ-Х (X = Со, Мп,

Ге), що виявляеться у вщсутност1 аномал1й у залежностях

та И(Т), характерних для мехашзм1в релаксащйного типу. Нато-

мють, виразш аномала релаксащйного типу неспод1вано виявлеш

| поблизу Тс для швидкост1 та загасання поперечно! хвил1 Для

пояснения цього факту запропоновано гшотетичну модель, зг!дно з

якою дана ультразвукова хвиля знаходиться в ангармошчнш вза-

емодп з м'якою модою <$1.0 € Лг та модою 5*,, 6 Л4, яка, на В1Ц-

м!ну В1Д верхньо! моди Щ0, не зв'язана з м'якою модою генетично.

Мода Бк0, в силу специф1чних особливостей фононного спектру кри-

стал1в ТМАТБ-Си, повинна характеризуватись низьким значениям / / \ частот в област1 хвильового вектора несшвм!рно! моДуляцп ко-

У четвертому роздШ приведет результата дослвджень дво-заломлюючих, протропних, нелгашнооптичних, електрооптичних та електроакустичних властивостей невласних сегнетоелектршав 1^аСЦ, Ш^пСЦ, Ш^пВг4 та (ИЩ^пС^ в област1 фазових пере-ход!в в несшвм!рну фазу. Показано, що ефекти оптично! активност, генераци друго! гармошки, лшшно! електрооптики та електроакус-тики спостер1гаються практично у пс'\х випадках головним чином лише в облает! ¿снування !х полярно! фази. Вщсутшсть вказаних ефектав в несшвм1рнш фаз! шдтверджуе висновок про !! макроско-шчну центросиметричшсть. Виняток тут складае лише незвичайна поведшка оптично! активност1 кристал1в Ш^пС^, мале значения як о! було виявлено також 1 в несшв.\нрнш фаз!. Результата експе-риментальних досл1джень говорять на користь того, що виникнення оптично! активност! в щй сполущ пов'язане з уншоляршетю домен-нопод1бно! структури несшвм1рно1 фази. Вказаш експерименталь-ш факти знаходять св!й адекватний опис в межах феноменолоНчно!

теори. Зокрема, нами показано, що у випадку реально! доменнопо-д1бно! струкхури, яка характеризуемся наявшетю лише непарних гармошк, опхична актившеть в несшвкпршй фаз! не повинна спо-стер1гатись. Разом з тим, ненульова однорцща компонента тензора праци ди з'являеться в несшвм!рнш фаз! в раз! появи парних гармошк. Останш виникають лише за умови спотворення доменнопо-д!бно! структур|и, наприклад, за рахунок дефек^в та залишкових локальних напружень. Зауважимо при цьому, що виник'нення дру-го1 гармошки призводить також ! до появи однор1дно1 поляризаци, яка, по сут1, е причиною формування вшцезгадано! уншолярно! до-менношдабно! (сол1тонно1) структури.

Ультразвуковим ехо-1мпульсним методом вивчен! фазов! Р, 71-д!а-грами кристал^ ИЬгХпСЦ, Ш^пВг4 та (ИЩ^пСЦ. Вперше в кри-схалах ВД^пВг4 виявлено фазу високого тиску, яка виникае при Р > 220МПа, а в кристалах (МН4)22пС14 визначеш координати по-тршно! точки, в якш зникають ствшнуюч! фази з хвильовими векторами к'с = 2а*/7 та к'с' = а*/4. Визначено координати потршних точок та баричш коефдаенти зеуву температур фазових переход1в. В облает фаз шдукованих прикладеним гщростатичним тиском, для криста,л1в Rb2ZnCl4 та Е,Ь22пВг4 виявлено значне ном'якшення ряду пружних констант, яке проявляеться в суттевому зменшен-ш швидкостей поперечного ультразвуку та зростанш акустично-го загасання. В межах феноменолопчно! теори з використанням теоретико-групового методу встановлений зв'язок м1ж паршетю чисел ш та п для хвильового вектора модуляцп кс = (т/п)а* пев-но1 ствм1рно модульовано! фази та пружним модулем, який зазнае пом'якшення в облает! II юнування. Аномалп акустичних власти-восхей в облает! фазових переход1в обох кристал!в знаходять свое пояснения в межах традицшно! феноменолопчно! модел! 13 враху-ванням факту сшвкнування сум!жних фаз, яке спостер!гаеться в

райош фазових перехсшв при високих тисках. Значне посилення аномалш пружних властивостей з одночасним суттевим послаблениям аномалш Д1електричних властивостей в облаем фаз, що вини-кають при високих тисках, свщчить про 1х невласну сегнетоелас-тичну природу.

Вивчено вплив гщростатичного тиску на температурш залеж-ност1 пшидкостей ультразвуку кристал!в ¡МЩНБеС^ та ИэИБеС^ в облает! фазових переход!в. На основ! проведених акустичних до-слщжень отримано фазов! Р, Г-д!аграми обох кристал!в. Вперше показано, що фазовш Р, Г-Д1а.грам! кристал!в МН4Н8е04 властива потр!йна точка, в яюй зникав несшвм!рна фаза. Вщ'емне значения баричних коефщ!ент!в зеуву температур уох фазових переход!в п!дтверджув визначальну роль мехашзму протонного впорядкуван-ня на водневих зв'язках в прирЬд! 1снуючих фазових переход!в даних сполук.

П'ятий роздгл присвячений вивченню оптичних та акустичних властивостей власних нествм1рних сегнетоеластшав. На основ! результат досл!джень впливу пдростатичного тиску на температур-ш залежност! оптичного двозаломлення отримано фазов! Р, Т-д'т-грами нествм!рних власних сегнетоеласттив Cs2HgBr4 та Cs2CdBг4. Вперше на д!аграмах стану кристал!в такого типу виявлено !сну-вання нового типу потршно! точки, яка е сшльною для параелас-тично1, несшвм!рно1 та власно! сегнетоеластично! фаз. В межах феноменолоНчно! теорп показано, що виявлена потр!йна точка на фазових Р, Т-д!аграмах власних несшвм!рних сегнетоеластишв сут-тево в1др!зпябться вад точки ^Пфшиця власних несшвмлрних сегне-тоелектршав. Зокрема, у випадку власного несшвм1рного сегне-тоеластика хвильовий вектор модуляци структури та кут м!ж до-тичними до лшш несшвм1рних фазових переход1в на Р, Т-Д1аграм! 6 в!дм!нними в!д нуля в потр!йнш точщ.

В облает! фазових переход1в 1 потршно! точки кристал1В СвгЩВ^ та Сб2Сс1Вг4 вивчено температурну повед1нку швидкостей поздовж-шх та поперечних ультразвукових хвиль. Найбшын ¡стотш зм1ни характеру темпер ату рно! залежноси шд впливом гщростатичного тиску виявлено у випадку поперечно! хвил1 ^(д || Е || У). Зокре-ма, при Р > Р/с (Рь - барична координата потр!йно! точки) мае м!с-це суттеве зменш|ення I! величини в облает! прямого власного сег-нетоеластичного фазового переходу, що е наслщком пом'якшення пружного модуля С44. Отримаш результата анал!зуються в межах релакеащйного мехашзму Ландау-Халатн!кова на основ! врахуван-ня ангармон!чних взаемод!й ультразвуково! хвил1 ¥4 з фазоном та м'яким оптичним фононом в центр! зони Бр!ллюена.

У в!дпов!дност1 з феноменолопчною теор!вю швидкост! поздовж-шх ультразвукових хвиль повинн! зазнавати р1зкого змешнення в окол1 температури переходу парафаза-несшвм!рна фаза за рахунок взаемоди ультразвуку з ампл^тудоном. Насправд1, деяке зменшен-ня швидкост! мае тут мюце лише у випадку поздовжньо! хвил1 Уг, причому зм1ни носять плавний характер. Причиною дього е сутте-вий вплив флуктуацшних ефекпв, зокрема, частота м'яко! фононно! г!лки в парафаз! при Т —* Т{ е низькою у вцдаосно широкому ш-тервал! хвильових вектор!в, що призводить до суттввого зростання значень флуктуащйних !нтеграл!в. Очевидно, що вагом! флуктуа-ц!йн! ефекти повинн! також спостер!гатись ! в окол! То (Р > Рк), поблизу потр!йно! точки, що добре узгоджуеться з експериментом.

Дослщжено вплив пдростатичного тиску на температурну пове-д1нку акустичних та оптичних властивостей кристал1в Свг^С^ в облает! фазових переход!в. На фазовш Р, Г-Д1аграм! цих кристал!в встановлено !снування к1лькох потр!йних точок, в тому числ1 потршно! точки, в якш зникае область несшвм!рно! фази. Аналопч-но до сполуки Cs2CdBг4 в окол! вказано! потр!йно! точки виявлено

глобальне зменшення швидкосп поперечно! ультразвуково! хвил! Vi. Пор1ВНяльний анал!з оптичних та акустичних аномал!й в кри-сталах Cs2HgCl4, Cs2HgBr4 та Cs2CdBr4 в облает! несшвьпрно! фази та noxpimrol точки говорить на користь сшльного мехашзму структурного впорядкування при !хшх фазових переходах.

В шестому роздыг приводягься результати досладжень впливу гадростатичного тиску на температурну поведшку швидкостей та загасання ультразвуку в обласп посл!довних фазових переход!в типу диявольсько! драбини в кристалах BCCD. В окол! цих пере-ход!в виявлено суттеве зменшення швидкостей та зростання загасання поперечних ультразвукових хвиль. При цьому встановлено, що акустичне пом'якшення спостер!гаеться: для поперечно! хвил! Vs(q || а,Е || с) лише поблизу сшвм!рних фаз з хвильовим числом 8 = 1/4 та 1/6; для поперечно! хвил! Vs(<l || Ь,Е ]| а) лише поблизу cniBMipHHx фаз з 8 = 1/5 та 1/7 i для поперечно! хвил! ^(q || b, Е || с) лише поблизу фази з 8 — 2/7. Отже, ¡з результаив експеримен-тальних досл!джень випливае однозначний зв'язок м!ж геометр1ями експерименту, для яких спостершаеться пом'якшення в!дпов1Дних пружних модул^в в облает! сшвм!рно модульованих фаз з хвильови-ми числами 8 = т/п та паршетю чисел m та п. Проведено деталь-ний феноменолог!чний розгляд отриманих акустичних аномалий в кристалах BCCD в межах юнуючих моделей одше! та двох м'яких фононних мод. Використовуючи стандартний теоретико-груповий шдхщ, показано, що акустичт аномал!! знаходять свое задовшьне пояснения лише в межах звичайно! модел! з одтею м'якою модою Pk, що перетворюетьсяпо двом!рному незвадному представленню Лз просторово! групи Рптпа.

Дослщжено вплив пдростатичного тиску на акустичт аномали кристал!в тюсечовини. На основ! проведених досл!джень отрима-на фазова Р,Т-д1аграма даних кристал1в. На в^дмшу ввд BCCD, в

кристалах ЭС^ГШг^ не виявлено аномалш ультразвуку в облает! довгоперюдичних сшвм!рних фаз з 6 = 1/8 та 6 = 1/9. Зроблено припущення, що така нечутлив^сть акустичних властивостей до !с-нуючих модульованих структур пов'язана з несегнетоеластичною природою вказаних фаз та високим порядком фонон-фононно! ан-гармошчяо! взаемоди.

I основш результаты та висновки!

1. Оптичним ха акустичним меходами огримаш фазов1 Р,Т-д1а-грами кристал1в групи {Ы(СНз)4}2ХС14 (X = Ъп, Со, Ее, Мп). Виявлено ¿снування кшькох нових нотрйних точок на фазових Р,Т-д!аграмах кристалхв {Г^СНз^гРеСЦ та {^[(СНз^гСоСЦ. Експери-ментально шдтверджено висновок про надзвичайно слабку чутли-в1с^ь оптичного двозаломлення до змш хвильового вектора несшв-м1рно! модуляци, викликаних прикладеним пдростахичним тиском. Разом з тим, виявлено суттев! змши характеру аномально! темпера-турно! поведшки акустичних властивостей за рахунок ангармошч-них взаемод1й ультразвуку з ампл1тудоном, фазоном та верхньою модою. Показано, що величина внесюв останшх суттевим чином залежить ввд положения мппмума м'яко! моди в зош Вршлюена. На основ! експериментальних даних проведена оцшка час1в релак-сацп фазонно! та ампл1тудонно1 мод.

2. Методами оптичного двозаломлення та акустичних вим1рю-вань вивчена фазова Р,х, Т-д!аграмакристал!в {К(СН3)4}2СиС14_гВг1. Показано, що несшвм1рна фаза в вдй систем! зникае в фазовому Р,х,Т-простор! в лшп потршних точок. При цьому фазов! Р, Театрами як чистих сполук (х = 0,1), так ! твердих розчитв на !х осно-в1 (х = 0.11, 0.21) суттево в1др1зняються в1д Р,Г-д1аграм ¡зострук-хурних кристал!в групи {1Ч(СНз)4}2ХС14 (X = %п, Со, Ре, Мп), що по-ясвюеться принципово р1зною природою впорядкування структури

при посладовних фазових переходах в цих сполуках. Виявлений не-перервний характер температурних змш оптичного двозаломлення та швидкостей поперечного ультразвуку в облает! фазового переходу парафаза - невласна сегнетоеластична фаза при високих тисках, який суперечить умов! Ллфшиця, пов'язуеться з розмипстю вказа-ного фазового переходу.

3. В несЫвм1рнш фаз1 кристал1в {К(СНз)4}2ХСЦ (Х= Со, Ер,) та С82Сс1Вг4 вперше вивчено особливосп прояву ефекту терм1чно! пам'ят! в акустичних властивостях. Характер аномалш температурних залежностей поперечного ультразвуку за рахунок ефекту терм1чно] пам'ят! шдтверджуе в!Домий мехашзм локал!заци хви-льового вектора несшвм!рно модульовано! структури на постшних значениях ^нас л щок взаемоди хвил1 несшвм1рно! модуляцп з хви-лею густики дефект ¡в та домшок, утворено! в процео попередн^о-го тривалого витримування зразюв при постшнш температур!. На основ! результапв експерименту проведено ощнку чашв релаксацп

I I

процесу розупорядкування дефекив та доьпшок. Показано, що фь зична природа ефект!в термоакустично! та термооптично! пам'ят1 е сшльною.

4. Вивчено особливост! прояву ефект!в оптично! активное«, ге-нерацп друго! оптично! гармошки, лшпгао! електрооптики та елек-троакустики в облает! нествм!рних фазових переходгв кристал1в {N(CHз)4}2XCl4 (X = гп, Со, Не), НЬ2гпВг4, Ш^вО,, (Ш^гпСЦ та K4ZnCl4. Показано, що вказат ефекти сиостер1гаються головним чином в облает! юнування !х невласних полярних фаз. Ввдсутшсть у переважшй бшыпост! випадк!в цих ефект!в у нествм1ршй фаз1 вказуе на I! макроскошчну центросиметричшсть. Незначна величина оптично! активное«, виявлена виключно лише в несшвм!ршй фаз1 кристал!в Rb2ZnCl4, пов'язувться з уншоляршетю доменнопо-Д1бп01 структури. Показано, що цей та 1тш експериментальш фак-

ти знаходять свш адекватний опис в межах феноменолог1чно! теори.

5. Оптичними та ультразвуковими методами вивчено фазов1 Р, Т-д!аграми невласних несшвм!рних сегнетоелектршав Rb2ZnBг4, КЬг2пС14, (ГШ^ЙпСЦ та Ш^ИБеС^. Вперше в кристалах Rb2ZnBr4 виявлено фазу високого тиску, а в сполущ (NH4)2ZIlCl4 визначе-но координати потршно! точки, в якш зникае область сшвшную-

| чих сшвм1рно модульованих фаз з хвильовими векторами модуля-цп к^ = 2а*/7 та к^' = а*/4. На фазовш Р, Г-д1аграм1 кристал1в КЩНБеС^ виявлено потршну точку, в як1й зникае несшвм1рна фаза. Аномали акустичних властивостей на д1аграмах стану кристал!в НЬ2гпВг4 та Rb2ZIlCI4 в облает! фаз високого тиску нояснюються на основ1 традицшно! феноменолоочно! модел1 з врахуванням фак-1 ту сшв!снування сум1жних фаз. Значне посилення аномалш пруж-\ них властивостей з одночасним суттевим послабленнАм аномально! поведшки д!електрично! нроникливост! в облает! фаз високого тиску св!дчить про !х невласну сегнетоеластичну природу.

6. Оптичним та акустичним методами вперше на фазових Р, Т-д!а-грамах власних несшвм1рних сегнетоеластик!в Cs2HgBr4, СвгСсШ^ та Cs2HgCl4 виявлено ¡снування нового типу потршно! точки, яка е сшльною для параеластично!, несшвм!рно! та власно! сегнетоелас-тично! фаз. В межах феноменологгчно! теори показано, що вказа-на потршна точка, на ввдмшу вщ точки Л1фшиця власних несшв-м!рних сегнетоелектрик!в, характеризуемся конечними значениями хвильового вектора модуляцп та кута м!ж дотичними до лщш несшвм!рних фазових переход!в на д^аграмах стану. В окол! потрш-но! точки виявлено суттеве зменшення швидкост! поперечно! акус-тично! хвил1 || Ъ, Е || У) за рахунок пом'якшення пружного модуля С44. Аномали акустичних властивостей добре нояснюються в межах феноменолоНчно! теори при врахуванш ангармошчних взаемодш ультразвуку з ампл^удоном, фазоном та м'яким оптич-

ним фононом в центр! зони Бршлюена.

7. Дослужено вплив гвдростатичного тиску на температурну по-ведшку швидкостей та загасання ультразвуку в областх каскаду по-сл1довних фазових переход1в типу диявольсько! драбини в криста-лах ВССБ. Експериментально встановлено однозначний зв'язок М1Ж геометр1ями експерименту, для яких спостершалось пом'якшення в!дпов1дних пружних модушв в облает! фаз з хвильовими векторами кс = тс*/п, та паршетю чисел т та п. Вказаний факт детально проанал!зований в межах ¡снуючих феноменолопчних моделей одше! та двох м'яких мод. Показано, що акустичш аномалп зна-ходять свое задовшьне пояснения лише в межах модел! з одшею м'якою модою Рк, яка перетворюеться по двом!рному незвцщому представлению Лз просторово! групи Рпта.

8. Ультразвуковим ехо-1мпулксним методом вивчено фазов! Р,Т-д!аграми кристал!в БСБР та Б1ШР. П!дтверджено !снування но-тр1йно1 точки на фазовш д1аграм1 кристал1в БСБР, в як!й л!шя власних сегнетоелектричних фазових переход!в другого роду змшю-еться на Л1шю антисегнетоелектричних фазових переход!в другого роду. Разом з тим, всупереч результатам, отриманим Барановим та ш [2], на Р, Т-д!аграм1 кристал!в Б БЛЭР не виявлено жодно! по-тр!йно1 точки, що однозначно шдтверджуе результати роботи [1]. Аномалп акустичних властивостей на д!аграмах стану обох криста-лхв в цшому добре узгоджуюються з висновками феноменолопчно! теорп Ландау. Виявлеш суттев! флуктуацшш ефекти в аномал!ях пружних властивостей поблизу нотршно! точки кристал!в БСБР пов'язуються 3 особливостями форми дисперсшно! г1лки м'якох мо-ди, яка у вказаному випадку характеризуемся низысими значениями фононних частот в широкому штервал! хвильових вектор!в.

Список цитовано! лггератури

1. Gesi К., Ozawa К., Osaka Т., Makita Y. // J.Phys.Soc.Jap. 1983. V.52. N 7. Р.2538-2543.

2. Baranov A.I., Ivanov N.R., Sandler V.A., Fedusyuk R.M., Yakushkin E.D. // Ferroelectrics. 1985. V.63. P.91-93.

3. Lederer P., Montambaux G., Jamet J.P., Chauvir} M.//J.Physique -Lett. 1984. V.45. N 12. P.L627-637.

Основш резульхахи дисерхаци опублЬсовано у працях:

1. Влох О.Г., Ютик А.В., Щур Я.Й., Лущв-Шумський Л.П., Кли-м1в I.M. Акустичш та електроакустичш властивост1 криста-Л1в CSD2PO4 поблизу фазових переход1в та потршшл точки. // УФЖ. 1993. Т.38. N 7. С.1081-1089. {

2. Kityk А.V., Shchur Ja.I., Lutsiv-Shumsky L.P., Vlokh O.G. On the acoustical properties of the CSD2PO4 and RbD2P04 crystals near the phase transitions under hydrostatic pressure. // J.Phys.: Cond.Matt. 1994. V.6. P.699-712.

3. Китык А.В., Щур Я.И., Влох О.Г., Клымив И.М. О влиянии гидростатического давления на упругие свойства моноклинных кристаллов RbD2P04. // ФТТ. 1994. Т.Зб. N 4. С.981-988.

4. Влох О.Г., Китык А.В., Китык И.В., Половинко И.И. Температурные зависимости оптического двулучепреломления и диэлектрической проницаемости кристалла {N(CH3)4}2ZnCl4 // УФЖ. 1983. Т.28. N 7. С.1099-1100.

5. Влох О.Г., Китык А.В., Половинко И.И. Аномалии двулучепреломления кристаллов K2ZnCl4 и {N(CH3)4}2ZnCl4 в несоразмерной фазе // Кристаллография. 1984. Т.29. N6. С.1198-1200.

6. Блох О.Г., Китык А.В., Половинко И.И. Особенности точки инверсии знака двупреломления в кристаллах {N(CH3)4}2ZnCLi // Опт. и спектр. 1987. Т.62. N 1. С.221-222.

7. Влох О.Г., Половинко I.I., Свелеба С.А., Kiirnc А.В., Мокрий О.М., Грибик В.Г. Вплив гвдростатичного тиску та одновшного

на двояроменезаломлююч! властивоси кристал1в {N(CH3)4}2ZnCl4 в обласп фазових переход1в^ // УФЖ. 1990. Т.35. N 4. С.520-525.

8. Влох О.Г., Китык А.В., Мокрый О.М. Двупреломляющие и упругие свойства кристаллов {N(CH3)4}2MnCl4 в области фазовых переходов // ФТТ. 1990. Т.32. N 4. С.1044-1051.

9. Влох О.Г., Китык А.В., Мокрый О.М. Исследование фазовой Р,Т-диаграммы кристаллов {М(СНз)4}2СоС14 методом оптического двупреломления // ФТТ. 1990. Т.32. N 11. С.3409-3411.

10. ЮтикА.В., Мокрий О.М. Вплив пдростатичного тиску на пове-flimcy оптичногодвонроменезаломлення в критичнш облает! переходу параелектрична-несшвм!рна фаза кристал!в {Ы(СНз)4}2 XCI4 (X = Zn, Со) И УФЖ. 1990. Т.35. N 12. С.1801-1804.

11. Kityk А.V., Soprunuyk V.P. and Vlokh O.G. The pressure-temperature phase diagram of {N(CH3)4}2FeCl4 crystals: birefringent, elastic and electroacoustic properties // J.Phys.: Cond.Matt. 1993. V.5. P.235-246.

12. Влох О.Г., Есаян С.Х., Китык А.В., Мокрый О.М. Влияние гидростатического довления на упругие свойства кристаллов {N(CH3)4}2ZnCl4 // Изв.АН СССР, сер.физ. 1989. Т.53. N 7. С.1364-1368.

13. Влох О.Г., Китык А.В., Мокрый О.М. Упругие свойства и фазовая Р,Т-диаграмма кристаллов {N(CH3)4}2CoCl4 // Кристаллография. 1990. Т.35. N 4. С.894-899.

14. Ютик A.B., Сопрунюк В.П. Акустичш та оптичт досл!дження фазово! Р,Т-д1аграми несшвм1рних сегнетоеластичних криста-лт {N(CH3)4}2FeCl4 // УФЖ. 1993. Т.38. N 1. С.147-155.

15. Влох О.Г., Китык A.B., Мокрый О.М. Влияние гидростатического давления на аномалии затухания ультразвуковых волн в несоразмерной фазе кристаллов {Ы(СНз)4}2ХС14 (X = Zn, Мп) // ФТТ. 1990. Т.32. N 9. С.2558-2562. I

16. Влох О.Г., Китык A.B., Соярунюк В.П. Влияние гидростатического давления на упругие свойства кристаллов {N(CH3)4}2FeCl4 // ФТТ. 1992. Т.34. N 2. С.513-519.

17. Китык A.B., Мокрый О.М.,Влох О.Г. Влияние гидростатического давления на температурные зависимости времени релаксации неголдстоуновского фазонав несоразмерной фазе кристаллов {N(CH3)4bXC]4 (X=Zn, Со, Мп)//ФТТ. 1991. Т.ЗЗ. N8.C.2455-2457.

18. Влох О.Г., Китык A.B., Половинко И.И., Свелеба С.А. Эффект термической памяти в несоразмерной фазе кристаллов K2Z11CI4 // УФЖ. 1986. Т.31. N9. С.1389-1391.

19. Влох О.Г., Каминский Б.В. Китык A.B., Половинко И.И., Свелеба С.А. Эффект термической памяти в кристаллах группы А2ВХ4 // ФТТ. 1985. Т.27. N 11. С.3436-3438.

20. Влох О.Г., Каминский Б.В. Китык A.B., Половинко И.И., Свелеба С.А. Эффект термоолтической памяти и кинетические явления в несоразмерной фазе кристаллов группы А2ВХ4 // ФТТ. 1987. Т.29. N 7. С.2215-2217.

21. Влох О.Г., Китык A.B., Грибик В.Г., Мокрый О.М. Акустические исследования эффекта термической памяти в несоразмерной фазе кристаллов {М(СНз)4}2СоС14 и Cs2CdBr4 // Кристаллография. 1991. Т.36. N 5. С.1246-1249.

22. Китык А.В. О проявлении эффекта термической памяти в акустических свойствах кристаллов {N(CH3)4}2ZnCl4 и {N(CH3)4}2 FeCl4 // ФТТ. 1993. Т.35. N И. С.3167-3169.

23. Китык А.В., Мокрый О.М., Влох О.Г. Электроакустический эффект в кристаллах {N(CH3)4}2ZnCl4 и {К(СНз)4}2СоС14 в области перехода из несоразмерной фазы в полярную фазу // ФТТ. 1991.'Т.ЗЗ. N 7. С.1952-1956.

24. Влох О.Г., KiTHK А.В., Сопрунюк В.П. Електроакустичш вла-стивост! кристал1в {N(0113)4)2X014 (X = Zn, Со, Fe) в област1 фазових переход1в // УФЖ. 1992. Т.37. N 2. С.275-281.

25. Vlokh O.G., Polovinko I.I., Sveleba S.A., Kityk A.V., Mokry O.M. Parametrical optical effects in the incommesurate phase of A2BX4 crystals // Ferroelectrics. 1989. V.94. P.425.

26. Влох О.Г., Китык А.В., Грибик В.Г., Мокрый О.М. Исследование! фазовой Р,Т-диаграммы кристаллов {N(CH3)4)2CuC14 методом оптического двупреломления // ФТТ. 1988. Т.ЗО. N 8. С.2554-2556.

27. Vlokh O.G., Kityk A.V., Mokry О.М., Grybyk V.G. Pressure-temperature phase diagram of {N(CH3)4}2CuCLi crystals. Birefringent and elastic properties // Phys.Stat.Sol.(a). 1989. V.116. P.287-293.

28. Влох О.Г., Китык А.В., Мокрый О.М. Фазовая Р,х,Т-диаграмма кристаллов {N(CH3)4}2CuCl4_IBrI // Кристаллография. 1990. Т.35. N 4. С.1012-1013.

29. Kityk А.V., Soprunyuk V.P. On the acoustical and electroacoustical properties of incommensurate {N(Cil3J^CuB^ crystals // Phys.Stat. Sol.(b). 1994. V.181. P. 63-72.

30. Влох О.Г., Китык А.В., Половинко И.И. Влияние одноосного

давления и примесей на доменную структуру и фазовые переходы в кристаллах (NH4)2ZnCl4//УФЖ. 1986. Т.31. N7. С. 1051-1054.

31. Влох О.Г., Китык А.В., Половинко И.И. Особенности эффектов двупреломления и оптической активности в кристаллах K2ZnCl4 // ФТТ. 1985. Т.27. N 5. С. 1581-1583.

32. Влох (р.Г., Китык А.В., Половинко И.И. Оптическая активность кристалловK2ZnCl4//УФЖ. 1984.T.29.N9. С.1410-1412.

33. Влох О.Г., Китык А.В., Половинко И.И. Особенности эффектов двупреломления и оптической активности в кристаллах K2ZnCl4 // Кристаллография. 1985. Т.ЗО. N 6. С.1194-1196.

34. Влох О.Г., Китык А.В., Половинко И.И. Пьезооптический эффект Цоптическая активность кристаллов Rb2ZnCl4 // Кристаллография. 1987. Т.32. N 1. С.140-142.

35. Kityk A.V. Optical and acoustical properties of (NH4)2ZnCLi crystals near the phase transitions //Phys.Stat.Sol.(b) 1994. V.181. P.345-353.

36. Китык А.В., Сопрунюк В.П., Влох О.Г. Несоразмерные фазовые переходы в кристаллах Rb2ZnBr4. I Акустические и электроакустические свойства // ФТТ. 1993. Т.35. N 6. С.1544-1552.

37. Китык А.В., Сопрунюк В.П., Влох О.Г. Несоразмерные фазовые переходы в кристаллах Rb2ZnBr4. II Воздействие гидростатического давления на температурные зависимости упругих и двупреломляющих свойств// ФТТ. 1993. Т.35. N6. С.1553-1561.

38. Kityk A.V., Soprunyuk V.P., Vlokh O.G. Acoustic investigations of the pressure-temperature phase diagram of Rb2ZnBr4 crystals // Phys.Stat. Sol.(a). 1993. V.138. P.119-131.

39. Китык А.В. О влиянии гидростатического давления на фазовые переходы в кристаллах (ЫН4)2гпС14//ФТТ. 1994. Т.36. N 4. С.973-980.

40. Kityk A.V., Vlokh O.G., Zadorozhna A.V., Czapla Z. On the pressure-temperature phase diagram of NH,)HSe04 crystals: acoustical treatment // Ferroelectrics Lett. 1994. V.17. P. 1-4.

41. Sveleba S.A., Bublik M.I., Polovinko I.I., Kityk A.V., Soprunyuk V.P. Optical and ultrasonic investigations of phase transitions in ferroelec-

. trie RbHSe04 single crystal // Acta Phys.Pol. 1992. V.82. N 3. P.481-486. I

42. Влох О.Г., Каминская Е.П., Китык A.B., Леванюк А.П., Мокрый О.М. Теория фазовой диаграммы кристаллов Cs2HgBr4 и Cs2CdBr4: Необычная точка Лифшица // ФТТ. 1989. Т.31. N 9. С.267-268.

43. Влох О.Г., Китык A.B., Мокрый О.М., Кириленко В.В., Олек-сеюк И.Д., Пирога С.А. Исследование фазовой Р,Т-диаграммы несоразмерного сегнетоэластика Cs2HgBr4 методом оптического двупреломления // ФТТ. 1989. Т.31. N 5. С.312-314.

44. Влох О.Г., Китык A.B., Мокрый О.М., Каминский Б.В., Грибик В.Г. Фазовая Р,Т-диаграмма несоразмерного сегнетоэластика Cs2CdBr4 // Кристаллография. 1990. Т.35. N 1. С.226-228.

45. Влох О.Г., Китык A.B., Мокрый О.М., Кириленко В.В., Олек-сеюк Л.Д., Пирога С.А. Влияние гидростатического давления на упругие свойства кристаллов Cs2HgBr4 в области несоразмерных фазовых переходов // Изв.АН СССР, неорг.мат. 1991. Т. 27. N 8. С. 1740-1743. •

46. Влох О.Г., Китык A.B., Мокрый О.М., Грибик В.Г. Акустические исследования эффектов термической памяти и гистерезиса в несоразмерной фазе кристаллов Cs2CdBr4 // ФТТ. 1991. Т.ЗЗ. N 1. С.312-315.

47. Влох О.Г., Китык А.В., Мокрый О.М., Грибик В.Г. Фазовая Р-Т диаграмма собственного несоразмерного сегнетоэластика Cs2CdBr4: Упругие свойства // ФТТ. 1990. Т.32. N 5. С.1556-1560.

48. Влох О.Г., Кггик А.В., Мокрий О.М., Грибик В.Г. Пружш вла-стивост1 сегнетоеластика Cs2CdBr4 в окол1 несшвдпрних фазо-вих nepexofliB // УФЖ. 1990. Т.35. |n 7. С. 1093-1096.

49. Kityk A.V., Mokry О.М., Soprunuyk V.P., Vlokli O.G. Optical birefringence and acoustical properties near the phase transition and triple points in incommensurate proper ferroelastic Cs2HgBr4, Cs2CdBr4 and Cs2HgCl4 crystals // J.Phys: Cond.Matt. 1993. Y.5. P.5189-5200.

50. Влох О.Г., Грибик В.Г., Китык А.В., Мокрый О.М., Олексеюк

/

И.Д., Пирога С.А. Оптические и Акустические исследования последовательных фазовых переходов в кристаллах Cs2HgCU // Кристаллография. 1990. Т.35. N 6. С.1483-1487.

51. Ютик А.В., Сопрунюк В.П., Влох О.Г., Олексеюк 1.Д., Пирога С.А. Фазова Р,Т-д1аграма несшвм!рного сегнетоеластика Cs2HgCl4 // УФЖ. 1992. Т.37. N 7. С.1082-1086.

52. Китык А.В., Сопрунюк В.П., Влох О.Г., Олексеюк И.Д., Пирога С.А. Акустические исследования фазовой Р,Т-диаграммы кристаллов Cs2HgCl4 // ФТТ. 1992. Т.34. N 7. С.2044-2052.

53. Kityk А.V., Soprunyuk V.P., Vlokh O.G., Sveleba S.A., Czapla Z. Incomplete devil's staircase of betaine calcium chloride dihydrate: Acoustical investigation at high pressures //J.Phys.: Cond.Matt. 1993. V.5. P. 7415-7424.

54. Влох О.Г., Мокрый O.M., Китык А.В. Устройство для измерения скорости ультразвука в твердых и жидких средах. Авт.свид.

СССР, N 1608432 от 22.07.1990.

Китык А.В. Кристаллооптика и акустика структурно-модулированных фаз.

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04-05 - оптика, лазерная физика. Институт физической оптики, Львов, 1995. Защищаются 53 научные работы и 1 авторское свидетельство, которые содержат результаты кристаллоптических и акустических исследований диэлектрических кристаллов, обладающих соразмерными и несоразмерными структурно-модулированными фазами. На примере 19 соединений с различными типами модулированных фаз рассматриваются общие закономерности поведения двупреломляющих, гиротропных, нели-нейнооптических, упругих, электрооптических и электроакустических свойств в области фазовых переходов и поликритических точек на диаграммах состояния гидростатическое давление-температура. Полученные результаты обсуждаются в рамках феноменологической теории Ландау для фазовых переходов второго рода.

KitykA.V. The crystallooptics and acoustics of the structurally modulated phases.

Thesis on search of the scientific degree of doctor of physical and mathematical sciences, speciality 01.04-05 - optics, laser physics. Institute of Physical Optics, Lviv, 1995.

Defends 53 scientific papers and 1 author certificate containing the results of crystallooptical and acoustical investigations of the insulator crystals that possess of commensurate and incommensurate structurally modulated phases. Topics cover fundamental laws of birefringent, gy-rotropic, nonlinear optical, clastic, electrooptical and electroacoustical properties behaviour in the regions of phase transions and policritical points in hydrostatic pressure-temperature phase diagram for 19 compounds with different types of modulated structures. Treats obtained results within the frameworks of Landau's phenomenological theory for the second order phase transitions.

Ключов1 слова: пристало оптика, акустика, нествмгрт фази, фазовг переходи, diazpaMu стану, полгкритичт точки, фононний спектр J