Оптические исследования явлений ближнего и дальнего порядка в магнитных и сегнетоэлектрических материалах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. А.Ф. ИОФФЕ

На правах рукописи

МАРКОВИН Павел Алексеевич

ОПТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЯВЛЕНИЙ БЛИЖНЕГО И ДАЛЬНЕГО ПОРЯДКА В МАГНИТНЫХ И СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ

Специальность 01.04.07 - физика конденсированного состояния

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук

Официальные доктор физико-математических наук

оппоненты: Б.А. Струков,

доктор физико-математических наук А.И. Соколов,

доктор физико-математических наук Ю.Ф. Марков.

Ведущая организация: Московский государственный институт

радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)

Защита состоится « 2/{» 2004 г. в Л5~ часов

на заседании диссертационного совета Д 002.205.01 при Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе РАН по адресу: 194021, г. Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН.

Автореферат разослан ЛЛ О Ц_2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 002.205.01 кандидат физико-математических А.А. Петров

А.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Исследование фазовых переходов и связанных с ними физических явлений является одним из приоритетных направлений в физике конденсированных сред. Это определяется как фундаментальными научными задачами выявления механизмов, приводящих к изменению фазового состояния, так и прикладными аспектами. Магнитные и сегнетоэлектрические материалы нашли широкое применение в устройствах макро- и микроэлектроники, компьютерной техники, интегральной оптики, нелинейной оптики и опто-электроники.

При фазовых переходах в магнитных и сегнетоэлектрических материалах возникает ближний и дальний порядок на фоне кристаллического дальнего порядка. Существует большое многообразие методов изучения этих явлений, основанных на исследовании микро- и макроскопических характеристик объектов. В последние десятилетия измерения изменений оптических параметров материалов за счет ближнего и дальнего порядка при фазовых переходах получили широкое распространение для исследования фазовых превращений в твердых телах. Перестройка спиновой, фононной и электронной подсистем при фазовых переходах приводит к изменениям оптических свойств, в том числе к изменению показателя преломления. Было показано, что в большинстве случаев (включая классы материалов, исследованные в работе) изменения главных значений показателя преломления при фазовых переходах связаны со средним значением квадрата параметра порядка (или его компонент) [1-3]. Соответствующие измерения позволяют с большой степенью точности получить информацию о наличии фазового перехода, его роде, о температурном поведении (а в ряде случаев и абсолютной величине) параметра порядка и его флуктуации, о критических индексах, а также о симметрии фаз. В кристаллах, кубических в высокосимметричной фазе, процессы перестройки фо-нонной, спиновой и электронной подсистем, связанные с ближним порядком выше температуры фазового перехода, дают изотропный вклад в преломление (рефракцию) света. Измерение двупреломления, возникающего в таких объектах в результате изменения симметрии при фазовом переходе, позво-

порядка

ляет исследовать поведение среднего

-3-

ЛШ1

только ниже температуры перехода (описанная ситуация относится к идеальному, бездефектному кристаллу). В кристаллах, имеющих более низкую симметрию в исходной фазе, ближний порядок вносит вклад в двупреломление света и выше температуры перехода.

Подавляющее число работ, опубликованных как до начала, так и в процессе проведения настоящих исследований, относится к изучению двупре-ломления света при фазовых переходах. Это связано со сравнительно более простой методикой эксперимента (при достижении той же точности) по сравнению с измерением изменений главных значений показателя преломления. Однако изучение двупреломления не позволяет определить все физические величины, характеризующие воздействие ближнего и дальнего порядка, изменения температуры, деформации, электрического поля и других факторов на рефракцию света в кристаллах. Полная информация о таком влиянии может быть получена лишь при исследовании абсолютного показателя преломления и изменений всех его главных значений под действием возмущения. Учитывая это, а также то, что показатель преломления и особенно его изменения можно измерять с большой точностью, следует ожидать, что изучение этой характеристики даст возможность получить качественно новые сведения о влиянии этих факторов на преломление света, по сравнению с теми, которыми мы располагаем из экспериментов по двупреломлению. Особенно актуальны измерения изменений абсолютного значения показателя преломления для исследования фазовых переходов в кристаллах, кубических в высокосимметричной фазе, поскольку в этом случае среднее значение квадрата параметра порядка выше температуры перехода не дает вклад в двупре-ломление света. На момент начала исследований, представленных в данной работе, имелось лишь небольшое число публикаций по изучению температурных изменений абсолютных значений показателя преломления при фазовых переходах в сегнетоэлектриках. Совершенно отсутствовали исследования температурных изменений показателя преломления магнитных диэлектриков, поэтому оставался открытым вопрос о полном вкладе ближнего и дальнего магнитного порядка в преломление света и особенностях этого явления при магнитных фазовых переходах в кристаллах. Не были исследованы детально механизмы температурных- изменений преломления света, не связанные с

возникновением параметра порядка (регулярный вклад), и, как следствие этого, не был решен вопрос о корректном выделении спонтанных магнитного и сегнетоэлектрического вкладов в главные значения показателя преломления и двупреломление.

Изучение изменений абсолютных значений показателя преломления имеет также большое прикладное значение. Изменение показателя преломления под влиянием температуры, деформации, постоянного и переменного электрического и магнитного полей и т.д. существенно влияет на такие параметры оптических приборов, как чувствительность, разрешение, лучевая стойкость, частотные характеристики оптических модуляторов и др., поэтому показатель преломления и его термооптические, пьезооптические и электрооптические коэффициенты являются важной характеристикой материалов для оптических устройств.

Все эти аспекты определяют актуальность цели работы.

Цель работы.

Изучение процессов возникновения и трансформации фазовых состояний в магнитных диэлектриках, сегнетоэлектриках и квантовых параэлектриках с примесями на основе исследования эффектов, обусловленных влиянием ближнего и дальнего порядка на преломление света при фазовых переходах в этих материалах.

В рамках решения общей фундаментальной задачи были сформулированы конкретные задачи, связанные с исследованием актуальных (как с точки зрения физики фазовых переходов, так и в прикладном аспекте) объектов на каждом этапе выполнения работы. Эти конкретные задачи определялись состоянием проблемы, изложенным в соответствующих главах диссертации, для каждого класса исследуемых материалов.

1. Установление механизмов температурных изменений преломления света в магнитных диэлектриках и исследование влияния ближнего и дальнего магнитного порядка на показатель преломления.

2. Изучение фазовых переходов и сегнетоэлектрического упорядочения оптическими методами в сегнетоэлектриках - суперионных проводниках семейства KTiOPO4.

3. Термооптические исследования особенностей возникновения полярного состояния в сегнетоэлектрических релаксорах типа магнониобата свинца РЬМЕшЯЪг/зОз и в скандотанталате свинца РЬБс^Та^Оз с различной степенью упорядочения.

4. Изучение оптическими и диэлектрическими методами процессов формирования индуцированных полярных состояний и влияния на них хаотических полей в твердых растворах на основе квантового параэлектрика БгТЮз с изовалентным и неизовалентным замещением.

Учитывая актуальность изучения явлений ближнего и дальнего порядка в физике фазовых переходов по инициативе Г.А. Смоленского и Р.В. Писарева в ФТИ им. А.Ф. Иоффе в середине 70-х годов автором работы были начаты исследования изменений абсолютных значений показателя преломления света под влиянием различных воздействий (температуры, одноосного давления, электрического поля) в конденсированных средах с магнитными и сегнето-электрическими фазовыми переходами. Для реализации этой задачи впервые был применен метод гомодинной интерферометрии, позволяющий исследовать фазовые переходы в образцах, в которых не применимы другие оптические методы (поляриметрия, иные интерферрометрические методики и др.), а именно, в образцах с большими (2-3 порядка) вариациями в ходе эксперимента пропускания исследуемого материала из-за изменения поглощения и в образцах с сильным рассеянием и деполяризацией света на доменной структуре и дефектах. В результате этой деятельности, представленной в данной работе, в ФТИ им. А.Ф. Иоффе за последние десятилетия было развито направление - гомодинная интерферометрия фазовых переходов в конденсированных средах.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Экспериментальное обнаружение и исследование явления изотропного магнитного преломления света (ИМП) в кубических магнитных кристаллах и полного изотропного магнитного вклада в главные значения показателя преломления некубических кристаллов. Эффект заключается в изотропном по направлению намагниченности (в кубических кристаллах, и по поляризации света) увеличении показателя преломления, связанным с возникновением ближнего и дальнего магнитного порядка, сохраняется до 2-3 температур

магнитного упорядочения, а его величина на два - три порядка больше, чем анизотропные по намагниченности изменения показателя преломления в одноименных кристаллах (эффект Коттона-Мутона).

2. Исследование и анализ механизмов изотропного магнитного преломления света в магнитных диэлектриках, который показывает, что основным механизмом ИМП является магнитооптический механизм, обусловленный влиянием изотропного обменного взаимодействия на электронный энергетический спектр кристалла.

3. Результаты термооптических и электрооптических исследований сегнетоэлектриков семейства определена симметрия парафазы, величина и температурная зависимость спонтанной поляризации Ps в ЯЬТЮР04 и ТГГЮРО«; оценено значение Ps в КТЮРО4; установлено, что ШэТЮРО,! и ТШОРО4 испытывают фазовые переходы II рода, описываемые теорией Ландау.

4. В сегнетоэлектрическом релаксоре РЬБс^Та^Оз с различной степенью упорядочения спонтанный полярный вклад в преломление света возникает при значительно большей температуре (650К), чем температура образования релаксорной фазы и сегнетофазы с дальним порядком что связывается с образованием полярных нанокластеров. Величина и температурная зависимость этого вклада не зависят от степени упорядочения ионов вплоть до температуры сегнетоэлектрического перехода. Во всех исследованных сегнетоэлектрических релаксорах РЬ2П[/зКЬ2яОз, РЬМ§шТа2/зОз и РЬЗс^Та^Оз в высокотемпературной области наблюдается идентичная температурная зависимость полярного вклада в преломление света - температурная производная его абсолютной величины линейно возрастает при охлаждении в интервале температур «200К ниже температуры Бернса, что указывает на сходные механизмы формирования фазы с полярными нанообластями в этих материалах.

5. Установление особенностей возникновения и трансформации индуцированных полярных состояний в твердых растворах

Обнаружение в 8г1_хВахТЮз второй критической концентрации xg=0.0027, выше которой возникает стеклоподобное состояние, где среднее значение

квадрата спонтанной поляризации (Р24) отлично от нуля, а среднее значение поляризации (Р8) равно нулю.

6. Фазовые диаграммы и значения критических концентраций Хс в новых системах твердых растворов на основе БгТЮз с изовалентным - Бг^Сс^ТЮз (Хс=0.002) и неизовалентным замещением - 5гТ103(1 -х)-ККЮ3(х) (х^О.ОО?), 8гТЮз(1-х)-КТаОз(х) (х,.=0.007). Подавление перехода в полярное состояние в твердых растворах под влиянием хаотического поля «замороженных» дипольных моментов возникающих при зарядовой компенсации неизовалентной примеси. Установление характера сегнетоэлектрического перехода в при Т=77К.

7. Гомодинная интерферометрия для исследования фазовых переходов в твердых телах.

Новизна научных результатов.

Все результаты и выводы работы являются оригинальными. В работе впервые:

- Исследованы температурные зависимости показателя преломления в магнитных диэлектриках ЛЬМпРз, КЮТз, УзРе5.х0ах012 (х = 0, 0.35, 0.7, 1.1, 5), ТЬ3Ре5012, СазРе5012) Еи3Ре5012, МпР2, СоР2, Ш^з, РеВ03 ВаМпР4 и в магнитном полупроводнике СсЮг25е4. Для кристаллов ЯЬМпР3, КМ1Рз, МпР2

измерен пьезооптический эффект. Обнаружен эффект изотропного по намагниченности и поляризации света увеличения показателя преломления (изотропное магнитное преломление - ИМП) в кубических магнетиках. Определен полный изотропный магнитный вклад в главные значения показателя преломления некубических кристаллов. Исследованы и проанализированы механизмы этого явления, что позволило связать основной механшм ИМП с влиянием изотропного обменного взаимодействия на электронный энергетический спектр кристалла.

- Проведены исследования температурных изменений рефракции света и двупреломления в сегнетоэлектриках - ионных проводниках КТЮР04, ЯЬТЮР04, ТШОРО4 в широком температурном интервале и исследован электрооптический эффект в ЯЬТЮР04, Т1ТЮРО4. Определена величина и температурная зависимость спонтанной поляризации в ЯЬТЮР04, ТГПОРО4

-8-

и оценено ее значение в КТЮРО4. Установлено, что в RbTiOPO4 и ТШОРО4 сегнетоэлектрические фазовые переходы - переходы II рода и описываются теорией Ландау с индексом параметра порядка Р~0,5, а температурная производная сегнетоэлектрического вклада в рефракцию света в выше температуры Кюри имеет логарифмическую зависимость от приведенной температуры, что соответствует температурной зависимости 1-ой флуктуационной поправки в теории Ландау для одноосных сегнетоэлектриков.

- На основе термооптических исследований обнаружено, что спонтанный полярный вклад в преломление света в с различной степенью упорядочения возникает при температуре 650К (существенно выше температуры образования релаксорной фазы). Степень упорядочения ионов

в этом соединении не влияет на величину и температурную зависимость полярного вклада вплоть до перехода в сегнетофазу. В релаксорах в

высокотемпературной области температурная производная абсолютной величины спонтанного полярного вклада в преломление линейно возрастает при охлаждении в интервале температур «200К ниже температуры Бернса.

- Проведены детальные исследования температурных изменений преломления и двупреломления света и электрооптического эффекта в монокристаллах на основе которых получены новые результаты по образованию и трансформации полярных фазовых состояний. В Бг^ВаДЮз обнаружена вторая критическая концентрация xg=0.0027, выше которой возникает стеклоподобное состояние, где среднее значение квадрата спонтанной поляризации становится отличным от нуля, а среднее значение поляризации (Р5) равно нулю. В монокристаллах 5г1.хСа„ТЮз обнаружено, что среднее значение переключаемой спонтанной поляризации (Р) существенно меньше (Р25)1/2, определенной оптическими методами.

- Проведены диэлектрические исследования новых твердых растворов на основе с изовалентным и неизовалентным замещением:

Построены фазовые диаграммы этих соединений и определены значения критических концентраций. Обнаружено подавление перехода в полярное состояние хаотическими

полями в твердых растворах с неизовалентным замещением. Установлен род фазового перехода в CdTiO3.

Научная и практическая значимость.

- Основная научная ценность работы заключается в фундаментальном характере исследованных явлений и установленных закономерностей. Полученные в работе результаты углубляют представления об эволюции фазовых состояний с ближним и дальним порядком в конденсированных средах и о проявлении этих явлений в оптических свойствах. Обнаружение сильных изотропных по намагниченности изменений показателя преломления, возникающих при установлении ближнего и дальнего магнитного порядка в кристалле, расширяет понимание природы взаимодействия света с магнетиками. В исследованных кубических магнитных диэлектриках основным (по величине) эффектом воздействия магнитного упорядочения на рефракцию света является не изменение симметрии оптической индикатрисы (появление магнитного двупреломления), а ее изотропное расширение (изотропное увеличение показателя преломления) обусловленное влиянием изотропного обменного взаимодействия на электронный спектр.

- Проведенные экспериментальные исследования и их анализ совместно с литературными данными позволяют конкретизировать закономерности образования индуцированных примесями полярных состояний в квантовых параэлектршсах. В результате проведенных исследований было впервые показано, что индуцированное стеклоподобное полярное состояние может возникать выше пороговой концентрации примеси Xg>0 и экспериментально обнаружено подавление перехода в полярное состояние хаотическими полями в твердых растворах

- Определена поляризация Ps и ее температурная зависимость в сегнето-электриках Ш>ТЮР04, ТШОРО4 и показано, что поведение Ps вблизи точки Кюри и ее флуктуации (в Т1ТЮРО4) выше точки Кюри, описывается в рамках теории Ландау.

- Обнаруженные общие закономерности возникновения спонтанного вклада в преломление света в сегнетоэлектрических релаксорах имеют важное

значение для выработки модельных представлений, объясняющих процессы упорядочения в таких системах.

- Важное практическое значение имеет определение характеристик материалов семейства являющихся актуальными для нелинейной оптики (поляризации, электрооптических коэффициентов, температурных изменений показателя преломления). Исследование электрооптического эффекта в кристаллах показало, что эти материалы более перспективны для целей электрооптической модуляции света, чем

Для использования кристаллов в нелинейной оптике

практически важен результат расчета температурных изменений угла фазового синхронизма для генерации 2-ой гармоники неодимовых лазеров.

- Практически важным является обнаружение в ферритах-гранатах компенсации термооптических изменений рефракции света магнитными, что приводит к температурной независимости показателя преломления в широком диапазоне температур, который можно смещать, в том числе и в район комнатных температур, замещая ионы железа диамагнитными ионами.

- В работе показана перспективность изучения явлений ближнего и дальнего порядка, возникающих при фазовых переходах, методом гомодинной интерферометрии. Этот метод особенно актуален при исследовании кубических кристаллов, в которых ближний порядок не проявляется в двупреломлении света.

Апробация работы.

Результаты работы неоднократно обсуждались на семинарах отдела сегнетоэлектричества и магнетизма, лаборатории оптических явлений в сегнетоэлектрических и магнитных кристаллах, заседаниях Ученого совета Отделешм физики диэлектриков и полупроводников ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН и на семинарах Лаборатории прикладной физики физического факультета Университета г. Дуйсбурга (Германия).

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих всероссийских (всесоюзных) и международных конференциях: Всесоюзные конференции по физике магнитных явлений (Баку 1975, Донецк 1977, Харьков 1979); Всесоюзные семинары по спиновым волнам (Ленинград 1975, 1976); Всесоюзная конференция по обработке информации лазерным

лучем (Киев 1976); Международная летняя школа по оптоэлектронике и интегральной оптике (ЧССР, Мариански Лазни 1976); 20-ое и 21-ое всесоюзные совещания по физике низких температур (Москва 1979, Харьков 1980); X Всесоюзная конференция по сегнетоэлектричеству и применению сегнетоэлектриков в народном хозяйстве (Минск 1982); V и VIII Европейская конференция по сегнетоэлектричеству (Малага, Испания 1983, Нейминген, Голландия 1995); II и III Межведомственный семинар-выставка «Получение, исследование и применение прозрачной керамики» (Рига 1985, 1988); XI, XII и XIV Всесоюзная конференция по физике сегнетоэлектриков (Киев (Черновцы) 1986, Ростов-на-Дону 1989, Плес (Ивановская обл.) 1995); The Second CIS-USA Seminar on Ferroelectricity (St. Petersburg, Russia 1992); The Third USA/CIS/BALTIC Seminar on Ferroelectricity (Montana, Bozeman, USA 1997); Международная научно-техническая конференция по физике твердых диэлектриков «Диэлектрики-97» (С-Петербург, 1997); 6th JAPAN-CIS/BALTIC Symposium on Ferroelectricity JCBSF-6 (Nada, Chiba, Japan 1998); International Seminar on Relaxor Ferroelectrics (Dubna, Russia ISRF 1996, ISRF-II 1998, ISRF-III 2000); The Third International Seminar on Ferroelastics Physics (ISFP-III, Voronezh, Russia 2000); Международный симпозиум «Фазовые превра-uieinw в твердых растворах и сплавах» (ОМА-П, Сочи, Лазаревское 2001 г.); Международный симпозиум «Порядок, беспорядок и свойства оксидов» (0DP0-2001, Сочи, Лазаревское 2001); XVI Всероссийская конференция по физике сегнетоэлектриков, (Тверь 2002); 7th RUSSIA/CIS/BALTIC/JAPAN Symposium on Ferroelectricity (RCBJSF-7) (St. Petersburg, Russia 2002). Результаты диссертационной работы вошли в обзоры и в монографию Yuhuan Xu «Ferroelectric Materials and Their Applications», NORTH-HOLLAND, 1991, 391 P..

Личный вклад автора. Содержание диссертации отражает персональный вклад автора в опубликованные работы. На начальном этапе работы постановка задач осуществлялась совместно с Г.А. Смоленским, Р.В. Писаревым и В.В. Лемановым. Ряд работ выполнен совместно с сотрудниками ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва), ОАО «НИИ Феррит-Домею> и Университета г. Дуйсбурга (Германия). В целом вклад автора в вы-

бор направлений исследований, постановку задач, планирование и проведение эксперимента и в полученные в работе результаты был определяющим.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы, включающего в себя 295 наименований и изложена на 296 страницах машинописного текста, в том числе 88 рисунков и 18 таблиц.

Публикации. В список основных публикаций по теме диссертации включено 37 работ, из них 24 статьи в научных журналах и 3 статьи в сборниках трудов конференций. Список приведен в конце автореферата.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цели и задачи диссертационной работы, приведены положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна и научно-практическая ценность результатов работы, даны сведения об апробации работы, изложено ее краткое содержание по главам.

Первая глава содержит разделы как обзорного, так и оригинального характера. В ней изложены основы феноменологического описания преломления света в диэлектриках и его изменений под влиянием различных воздействий, в том числе при возникновении магнитного и сегнетоэлектри-ческого упорядочения. Основное внимание уделено методам выделения спонтанного вклада в рефракцию света (оригинальная часть), связанного с фазовым переходом, из измеряемых изменений показателя преломления.

В прозрачных диэлектриках (полагая магнитную проницаемость «1) в отсутствии пространственной дисперсии преломляющие свойства среды и ее изменения определяются тензором диэлектрической проницаемости 8ц (или обратным ему тензором Для механически свободного кристалла, не

испытывающего фазового перехода, в отсутствии внешних полей при малых изменениях температуры изменение Д(Бу"') может быть записано в виде [4]:

АСе,/1) = (Цц + Руи аы)АТ, О)

где Цц - тензор термооптического эффекта, определяющий изменения рефракции за счет изохорического изменения электрон-фононного взаимодействия,

РЦМ - фотоупругие коэффициенты, аи - теюор коэффициентов теплового расширения. Соответствующие изменения главных значений п, показателя преломления связаны с изменением Ей"1 : 5П|=-(П;3/2)5(е,/1). При фазовых переходах появляется спонтанный вклад в показатель связанный с

параметром порядка п. Получение количественной информации о ближнем и дальнем порядке при. фазовых переходах из измерений температурных изменений преломления света требует корректного выделения из

измеряемых в эксперименте До проведения наших

исследований этому вопросу не уделялось должное внимание. Температурная зависимость регулярного вклада в преломление света не связанного

параметром порядка, как правило экстраполировалась линейной функцией из высокотемпературной области [5]. Фотоупругий вклад 5П|фу(Т) (второе слагаемое в (1)) может быть рассчитан из независимых измерений фотоупругих коэффициентов и теплового расширения. Анализ литературных и наших экспериментальных данных для кристаллов с преобладающим фотоупругим вкладом показывает, что в широком интервале температур меняется пропорционально тепловому расширению (температурной зависимостью фотоупругих коэффициентов можно пренебречь). Термооптический вклад, обусловленный температурной зависимостью экспериментально может быть определен только как разность измеряемого

5п,(Т) И 5п;Фу(Т). В

наших работах было впервые качественно обосновано, что термооптический вклад в температурные изменения преломления 8П(ТО(Т) связан с изменением фононной энергии и может быть

аппроксимирован ее температурной зависимостью на основе функции Дебая или комбинации функций Дебая и Эйнштейна (имеются ввиду интегральные функции). Позднее в работе [6] аналогичный подход был успешно применен для аппроксимации кристаллографического двупреломления в

тетрагональных парамагнетиках и /пБ2, однако комбинация

интегральных функций Дебая и Эйнштейна не соответствовала подобной комбинации для аппроксимации теплоемкости. Впоследствии в теоретической работе [7] были проведены микроскопические расчеты 5п(Т) для простых кубических кристаллов

(ЫаС^гпБе) за счет изменения

электрон-фононного взаимодействия. Получено согласие с экспериментом и

показано, что при высоких и низких температурах dn(T)/dT изменяется как теплоемкость. Учитывая связь теплового расширения с мы

предположили, что в целом температурную зависимость можно

аппроксимировать выражениями- (соответственно для кубических и одноосных кристаллов):

6п°(Т)=А(5/(Т)//), 5п0,ЛТ)=А0,е(5/(Т)//),+ В0>е(5/(Т)//)2, (2)

где - не зависящие от температуры коэффициенты,

тепловое расширение, индексы о, е обозначают главные значения показателя для обыкновенного и необыкновенного лучей. В работе на основе измерения температурных изменений показателя преломления в диа- и парамагнетиках -кубических КМ^з, УзА^О^, УзОазО^, ОёзОазО^ и тетрагональном MgF2 с существенным или преобладающим вкладом термооптического механизма было показано выполнение таких аппроксимационных зависимостей с точностью в широком интервале температур.

В процессе исследования для выделения бп;1* в магнитных и сегнето-электрических кристаллах мы аппроксимировали из высоко-

температурной области парафазы, где влиянием ближнего порядка можно пренебречь, следующим образом: для магнитоупорядоченных кристаллов - по формулам (2) и по интегральной функции Дебая, для сегнетоэлектриков типа - по Дебаю, для сегнетоэлектрических релаксоров - по температурным зависимостям преломления в кристаллах без фазовых переходов близкого состава со структурой пирохлора Pb2Zno.3Nb1.9O7 и РЬгБсТаОу и в твердых растворах на основе БгТЮз по в номинально чистом титанате стронция.

В собственных сегнетоэлектриках с центросимметричной парафазой спонтанный вклад в преломление света определяется квадратичным

(по поляризации) электрооптическим эффектом [2, 4]. Для спонтанной поляризации Р8, направленной вдоль оси 3:

8п^(Т) = -(п;3/2)аз<Р25> (3)

Квадратичные электрооптические коэффициенты практически не зависят от температуры и не испытывают аномалий при фазовых переходах [4, 8]. Измеряя квадратичный электрооптический эффект в параобласти и можно определять величину и температурную зависимость

Исследования классических сегнетоэлектриков ВаТЮз И КЫЬОз дали хорошее совпадение величин Р, из оптических и диэлектрических измерений [8,9]. Таким способом были определены величины и температурные зависимости (Р25) в полярных состояниях, индуцированных примесями в БгТЮз (Глава 6). В собственном сегнетоэлектрике ниже температуры Кюри Тс при приложении электрического поля вдоль полярной оси 3 изменение показателя преломления обусловлено линейным и квадратичным электрооптическими эффектами. Механизм возникновения линейного по полю эффекта в сегнетофазе кристалла, центросимметричного в парафазе, связан с возникновением индуцированной поляризации [10,11] и определяется спонтанным электрооптическим эффектом (3). Для линейного электрооптического эффекта:

5п,(Е3) = - (п;3/2)гвЕ3, (4)

а Р5(Ез) = Рз(0) + е0(е33 - 1)Е3, (5)

тогда из (3), (4), (5), учитывая, что (Р2$)1/2 =Р4 (флуктуации малы), Р5(Ез)«Р5(0), получаем:

Пз = 2&380(е33 - 1)Р5, (6)

где - электрическая постоянная, - коэффициент линейного

электрооптического эффекта, - статическая диэлектрическая проницаемость. Измеряя линейный электрооптический эффект в сегнетофазе и изменения спонтанного преломления с помощью (3), (6) можно

определить поляризацию и ее температурную зависимость. Этот метод был использован для исследования сегнетоэлектриков - суперионных проводников (Глава 4).

В магшггоупорядоченных кристаллах феноменологическое рассмотрение [1,3] показывает, что при магнитном упорядочении возникают изотропные и анизотропные по намагниченности (или вектору антиферромагнетизма) вклады в главные значения показателя преломления. Экспериментальные исследования влияния магнитного упорядочения на преломление света до настоящей работы проводились только по измерениям двупреломления света. В кубических кристаллах эти измерения позволяют определить лишь анизотропные изменения показателя преломления (эффект Коттона-Мутона).

Эффект может достигать относительно большой величины и его

природа была связана с анизотропным обменом и спин-орбитальным взаимодействием [1, 3]. В одноосных кристаллах изотропные по намагниченности изменения главных значений показателя различны для обыкновенного и необыкновенного лучей, поэтому изучая температурные изменения кристаллографического двупреломления можно определять разность изотропных магнитных вкладов. Такие исследования были впервые проведены в тетрагональном антиферромагнетике МпР2, в котором изотропный вклад в двупреломление оказался превосходя по

величине эффект Коттона-Мутона более чем на порядок. Этот вклад за счет ближнего магнитного порядка сохраняется до температур гораздо больших температуры перехода. Позднее изотропный магнитный вклад в двупреломление интенсивно исследовался в других некубических кристаллах. Было обнаружено, что при магнитных переходах без изменения кристаллографической симметрии температурная зависимость этого вклада пропорциональна магнитной энергии и его природа была связана с изотропным обменным взаимодействием [3].

Во второй главе описаны экспериментальные методики. Для измерений температурных зависимостей показателя преломления, электрооптического и пьезооптического эффектов был впервые использован метод гомодшшой интерферометрии, сконструированы и изготовлены двухлучевые лазерные интерферометры. Термин «гомодинный» используется в интерферометрии для обозначения интерферометров с фазовой модуляцией, в отличии от интерферометров с частотной модуляцией - гетеродинных. Оба типа интерферометров позволяют достичь предельных возможностей лазерной интерферометрии [14], однако такая задача в работе не ставилась.

Отличительной особенностью гомодинного интерферометра, по сравнению с поляриметрическими методиками (как однолучевыми, так и двух-лучевыми) является возможность проведения измерений без снижения чувствительности как при сильном (на несколько порядков) изменении интенсивности, так и при деполяризации прошедшего через образец света. Это преимущество позволяло проводить исследования сильно поглощающих и

(или) рассеивающих кристаллов и получать достоверные данные по средним величинам изменений главных значений показателя преломления в образцах со структурными и сегнетоэлектрическими доменами. Чувствительность измерений 5п составляла 10*7 при рабочей толщине образцов » 1 мм. При длительных температурных измерениях точность снижалась до 10'5 за счет неконтролируемого дрейфа нуля прибора. При интерферометрических измерениях непосредственно измеряется изменение разности фаз 8<р, которая связана с относительной длиной оптического пути Изменения

показателя преломления: 5п:=81Р-(п-1)(5///), где / - толщина образца. Данные по тепловому расширению брались в основном из литературы. Измерения проводились на трех длинах волн 0.6328 мкм, 1.1523 мкм и 0.4416 мкм. Для получения большей точности при исследовании дисперсии измерения

велись одновременно на трех длинах волн с разделением лучей после фотосмешения интерференционной решеткой для трех регистрирующих трактов.

Диэлектрическая проницаемость исследуемых материалов определялась из измерений полного импеданса образца, проводимых мостовым методом на частотах 1 кГц и 1 МГц. Петли гистерезиса измерялись с помощью модифицированной схемы Сойера-Тауэра на частотах 50 Гц, 400 Гц и 1 кГц.

Общий диапазон температурных измерений составлял 4.2т 1100 К. Он варьировался в зависимости от исследуемых объектов.

Важной особенностью подхода к экспериментальным исследованиям ряда сегнетоэлектриков являлось сочетание оптических и диэлектрических методов. Совокупность таких измерений позволяет получить информацию, как о среднем значении переключаемой поляризации (петли гистерезиса), характеризующей дальний сегнетоэлектрический порядок, так и о среднем значении квадрата спонтанной поляризации (показатель преломления), являющегося характеристикой полярного состояния при отсутствии макроскопической спонтанной поляризации.

Третья глава посвящена результатам исследования изотропного магнитного преломления света в магнитоупорядоченных кристаллах.

Как следует из краткого обзора (Глава I) отсутствие данных по измерениям температурных изменений абсолютного значения показателя преломления магнитных диэлектриков не позволяло сделать какого-либо заключения о изотропном вкладе магнитного порядка в рефракцию света в кубических кристаллах, о полном магнитном вкладе в некубических кристаллах и механизмах этого явления.

В работе впервые исследованы температурные изменения главных значений показателя преломления в большой группе магнитоупорядоченных кристаллов различных классов: кубических антиферромагнетиках со структурой перовскита кубических ферритах-гранатах

магнитном

полупроводнике со структурой шпинели тетрагональных

антиферромагнетиках гексагональном ферримагнетике

слабом ферромагнетике с ромбоэдрической структурой и в

ромбическом двумерном магнетике, переходящим при 25К. в антиферромагнитное состояние был

измерен пьезооптический эффект и рассчитаны фотоупругие коэффициенты при комнатной температуре. В К№Р3 исследовано магнитное (анизотропное) двупреломление в диапазоне 100-300 К, путем монодоменизации образца при приложении одноосного давления и температурная зависимость пьезооптического эффекта.

Во всех этих объектах был выделен магнитный вклад в главные значения показателя преломления по процедуре, описанной в Главе 1.

Было обнаружено, что магнитное упорядочение приводит к увеличению показателя преломления на величину , что на два - три

порядка больше, чем анизотропные добавки в преломление света (магнитное двупреломление) в одноименном кристалле. На основании сравнения величин эффектов и проведения измерений для различной поляризации света было установлено, что магнитный вклад в главные значения показателя изотропен по направлению намагниченности, а в кубических кристаллах, и по поляризации света.

Для кубических кристаллов впервые показано, что в изотропное магнитное преломление (ИМП) большой вклад вносит ближний магнитный

порядок выше и ниже температуры фазового перехода, и магнитные изменения показателя преломления вследствие этого сохраняются до 2 - 3 температур магнитного упорядочения.

Установлено, что в исследованных редкоземельных ферритах-гранатах магнитное преломление света определяется в основном железными подрешетками. Вклад редкоземельной подрешетки, на порядок меньше и становится заметным лишь ниже 100 К. Обнаружена взаимная компенсация магнитного и термооптического вкладов в температурные изменения рефракции в ферритах-гранатах, диапазон температур который можно смещать, в том числе и в район комнатных температур, замещая ионы железа диамагнитными ионами.

Проанализированы механизмы изотропного магнитного преломления света в диэлектриках. В кристаллах ЯЬМпР3, К№Р3, МпБ2, Y3Fe50i2 оценены величины магнитострикционного (фотоупругие изменения показателя преломления за счет обменной стрикции) и магнитотермооптического (магнитные- изменения тензора термооптического эффекта) механизмов ИМП. Установлено, что вклад этих механизмов в магнитное преломление света для указанных кристаллов существенно меньше наблюдаемых магнитных изменений рефракции света и в ряде случаев имеет противоположный знак. Температурная зависимость производной магнитного вклада в MnF2 и CoF2 хорошо совпадает с температурной зависимостью магнитной теплоемкости в этих кристаллах. В литературе обсуждался, как возможный механизм ИМП, - механизм «внутренней» стрикции - смещений ионов в ячейке, не приводящих к объемной стрикции. В RbMnF3 и KNiF3 газа высокой симметрии позиций ионов в структуре перовскита «внутренние» смещения атомов в ячейке невозможны, а объемная стрикция дает пренебрежимо малый вклад в величину ИМП. На основании этого анализа сделан вывод, что основным механизмом ИМП является магнитооптический механизм, обусловленный влиянием изотропного обменного взаимодействия на электронный энергетический спектр кристалла. Показано, что в RbMnF3 и MnF2 в одноосцилляторном приближении ИМП обусловлено магнитными изменениями частоты эффективного осциллятора.

В конце главы отмечается, что явление ИМП бп^111 является новым магнитооптическим эффектом, который радикально отличается от магнитного двупреломления света. Величина не зависит от ориентации магнитных моментов по отношению к кристаллографическим осям (а в кубических кристаллах и от ориентации поляризации света) и определяется изотропной спиновой корреляционной функцией бп1®111 Рч (Б, , где Рч - компонента поляризуемости, зависящая от обменного взаимодействия между соседними ионами [3]. Температурные изменения бп^СГ) в ШзМпРз и в хорошо описываются спиновыми корреляционными функциями рассчитанными в литературе соответственно для температурных зависимостей первого момента полосы двухмагнонного рассеяния света МпР2 и первого момента полосы магнонного спутника в 11ЬМпРз.

В четвертой главе приведены результаты термооптических и электрооптических исследований сегнетоэлектриков семейства

Приводятся основные сведения о физических свойствах кристаллов семейства КТР. Соединения этого типа представляют собой класс сегнето-электриков, с необычной комбинацией физических свойств. По совокупности свойств эти материалы являются одними из лучших нелинейно-оптических кристаллов для генерации 2-ой гармоники неодимовых лазеров [15, 16]. Кристаллы испытывают высокотемпературные фазовые переходы при 1207 К (КТЮР04), 1040 К (ЯЬТЮР04) и 851 К (Т1ТЮР04) [17]. Несмотря на большую актуальность сегнетоэлектриков типа КТР, как в прикладном, так и в научном плане, в физике этого класса материалов на момент постановки работы оставались нерешенными многие принципиальные вопросы. Величина и температурный ход спонтанной поляризации Р5 в этих материалах были неизвестны, т.к. большая величина ионной проводимости не позволяла исследовать Р$ электрическими методами (по значению величины ионной проводимости кристаллы семейства КТР относятся к суперионным проводшисам). Соответственно не исследовались детали поведения параметра порядка (Р5) вблизи температуры Кюри Тс. Не была установлена симметрия парафазы. С точки зрения применения КТР для генерации 2-ой гармоники, недостаточно был исследован вопрос о температурных изменениях условий

синхронизма из-за отсутствия точных данных по температурным изменениям главных значений показателя преломления.

В настоящей работе впервые проведены экспериментальные исследования температурных изменений рефракции света в КТ1ОРО4 (КТР), RbTiOPOi Выделен спонтанный сегнетоэлектрический вклад в рефракцию света. Исследован электрооптический эффект. На основе данных по спонтанному вкладу в рефракцию света и измерению линейного электрооптического эффекта определена (формулы (3), (6)) величина и температурная зависимость спонтанной поляризации в ТТР, RTP и оценено ее значение в КТР. Показано, что поляризация Ps может быть вычислена из интерферо-метрических измерений величин без учета изменения толщины

образца при изменении температуры и приложении электрического поля. На основе исследования температурных зависимостей двупреломления экспериментально установлено, что кристаллы ТТР и RTP в парафазе являются двуосными и принадлежат к ромбической сингонии. Установлено, что сегнетоэлектрические фазовые переходы в этих материалах являются переходами II рода и описываются теорией Ландау с индексом параметра порядка (поляризации) (J я 0,5. Выделен вклад флуктуации поляризации в рефракцию света в TITiOPO4 выше температуры Кюри Тс и установлено, что в диапазоне температурная производная этого вклада имеет

логарифмическую зависимость от приведенной температуры, что соответствует температурной зависимости 1-ой флуктуационной поправки в теории Ландау для одноосных сегнетоэлектриков [11,18].

Исследование электрооптического эффекта в кристаллах и

показало, что эти материалы более перспективны для целей электрооптической модуляции света, чем Проведен расчет

температурных изменений условий фазового синхронизма в КТР, выполненный на основе полученных в работе экспериментальных данных по температурным изменениям главных значений показателя преломления на разных длинах волн: зависимость фазовой расстройки от температуры, зависимость угла фазового синхронизма от температуры и температурная ширина фазового синхронизма, которая согласуется с литературными экспериментальными данными.

В конце главы проведен анализ микроскопической природы спонтанной поляризации в материалах типа КТР. С использованием литературных данных по значениям возможных смещений различных ионов в КТР оценены вклады этих смещений в спонтанную поляризацию. На основании сравнения полученных оценок и величины Р5, определенной в работе из эксперимента, сделан вывод о сравнительно небольшом вкладе смещений ионов К1+ в щелочной подрешетке в формирование спонтанной поляризации.

Пятая глава посвящена изложению результатов термооптических исследований сегнетоэлектрических релаксоров

PbZnwNbM03 (PZN), PbMg1/2TaM03 (РМТ) и PbScl/2Taw03 (PST) с

различной степенью упорядочения.

Около 50 лет назад ГЛ. Смоленским и В.А. Исуповым были открыты сегнетоэлектрики с размытыми фазовыми переходами (названные позднее сегнетоэлектрическими релаксорами). С тех пор эти объекты привлекают пристальное внимание исследователей, обусловленное, как фундаментальными проблемами физики разупорядоченных систем, так и перспективой их практических применений. Несмотря на большое число работ в этом направлении, природа возникновения полярного состояния, в особенности при высоких температурах, до сих пор является предметом дискуссий. Одним из поводов к активизации этих дискуссий послужили измерения температурных зависимостей показателя преломления кристаллов PMN, и PZN, выполненные Бернсом [5]. Было показано, что отклонения от прямолинейной аппроксимации регулярного вклада в температурные изменения абсолютного показателя происходят гораздо выше, чем температура размытого максимума диэлектрической проницаемости, что было интерпретировано, как появление локального полярного состояния в нанооблостях при температурах «650К в PMN и при »700K в PZN. За такой температурой впоследствии закрепилось название температура Бернса Td. В последние годы интенсивно проводились структурные исследования PMN и родственных материалов. Большое внимание уделялось анализу температурных эволюции положения ионов играющих важную роль в формировании нанополярного состояния. В частности, было обнаружено

расщепление функции плотности вероятности положения РЬ2+ на два максимума при T<Td [19]. В работе [20] на основании результатов структурного анализа, проведенного для PMN и упорядоченных РЬБс^Та^Оз и PbZro52П0480j было обнаружено идентичное температурное поведение смещений ионов РЬг+ в интервале 300-1000 К в этих соединениях. На основе этого выдвинуто предположение, что в релаксорах, содержащих РЬ2+, реализуется сходный механизм формирования полярных нанообластей. Температура Td является температурой перехода типа порядок-беспорядок с образованием локальной поляризации

Между тем несмотря на актуальность пионерских работ Бернса, показавших перспективность рефрактометрических исследований, детальный анализ полярного вклада в преломление света в релаксорах типа PMN не проводился. Не исследовалось температурное поведение преломления света в сегнетоэлектрическом релаксоре РЬБс^Та^Оз (и его аналогах), в котором происходит фазовый переход из релаксорного состояния в фазу с дальним сегнетоэлектрическим порядком, характер и температуру которого можно менять, изменяя степень упорядочения ионов в октаэдрических

положениях в решетке.

В настоящей работе исследованы температурные изменения преломления света в сегнтоэлектрических релаксорах

с

различной степенью упорядочения (S я 0.4, 0.8, 0.95). Были проведены измерения бп(Т) в близких по составу кристаллах, не испытывающих фазового перехода, со структурой пирохлора

и Pb2ScTa07. На основе этих измерений обоснованно выделен спонтанный полярный вклад в рефракцию света в сегнетоэлектрических релак-

сорах. Впервые обнаружено, что в с различной степенью

упорядочения спонтанный полярный вклад возникает при значительно большей температуре (650К), чем температура образования релаксорной фазы и сегнетофазы с дальним порядком что связывается с

образованием полярных нанокластеров. Величина и температурная зависимость этого вклада не зависят от степени упорядочения ионов и Tas+ вплоть до температуры сегнетоэлектрического перехода.

Экспериментально показано, что во всех исследованных сегнетоэлектрических релаксорах PMN, PZN, РМТ и PST в высокотемпературной области наблюдается идентичная температурная зависимость спонтанного вклада в преломление - температурная производная его абсолютной величины линейно возрастает при охлаждении в интервале температур «200К ниже температуры Бернса. Это результат указывает на сходные механизмы формирования фазы с полярными нанообластями в этих материалах и является подтверждением предположения, сделанного на основе структурного анализа в [20].

Температурная производная абсолютной величины спонтанного вклада в преломление света качественно коррелирует с температурной зависимостью избыточной теплоемкости, исследованной в PMN и РМТ [21], однако аномалия теплоемкости проявляется существенно слабее на фоне регулярного вклада, чем для показателя преломления. Измерения температурных изменений преломления света позволяют с большей точностью исследовать процессы образования полярных нанообластей.

В шестой главе описаны результаты исследования индуцированных примесями полярных состояний в твердых растворах на основе квантового параэлектрика монокристаллов и керами-

ческих образцов твердых растворов, которые ранее не исследовались, с изо-валентным и с неизовалентным замещением

KNb03(x), SrTi03(l-x)-KTa03(x).

В квантовых параэлектриках переход в полярную фазу

подавлен квантовыми флуктуациями. Небольшое количество примеси х при превышении критической концентрации xc индуцирует в них сегнетофазу. При этом температура перехода Тс(х) и величина спонтанной поляризации Ps(x) возрастают пропорционально (х-хс)1У2. Объяснение природы индуцированных примесями полярных состояний в было основано на концепции о нецентральном положении примесных ионов, которое приводит к появлению дипольных моментов, взаимодействующих через матрицу с высокой поляризуемостью, и является источником хаотических полей [22]. Исследования новых систем твердых растворов на основе

квантовых параэлектриков [23], показали, что использование этой модели в большинстве случаев вызывает трудности с обоснованием самой нецентральности примесных ионов, ионный радиус которых зачастую больше радиуса замещаемого ими иона матрицы, а для развития альтернативных теоретических подходов недостаточно надежных экспериментальных данных по исследованию квантовых параэлектриков с центральными и слабо нецентральными примесями, в том числе систем на основе Отсутствуют экспериментальные данные, проясняющие роль хаотических полей в формировании и характере индуцированных полярных состояний.

В работе проведены исследования температурных и электрополевых изменений преломления и двупреломления света в Бг^ВаДТОз с х = 0.02, 0.025, 0.05, 0.07 и 0.014, т.е. с концентрациями, как больше, так и меньше критической Хс = 0.035 [24]. Твердые растворы на основе БгТЮз при охлаждении испытывают структурный фазовый переход (аналогичный переходу при Т =105 К в номинально чистом БгЛОз), поэтому в кристаллах при возникновении полярной фазы возможно

существование и структурных и сегнетоэлектрических доменов. Для случая симметрии полярной фазы тт2 (СгУ) рассчитаны экспериментально определяемые значения спонташюго вклада в температурные изменения показателя преломления и двупреломления в монокристаллических образцах твердых растворов на основе со структурными и сегнетоэлектрическими

доменами, которые были использованы при интерпретации результатов. Из оптических измерений получены температурные и концентрационные зависимости среднего значения квадрата спонтанной поляризации по методике, описанной в Главе 1. Результаты показали, что: (Р^) становится отличной от нуля при возрастает с

увеличением х пропорционально не испытывает аномалий при х = Хс

и при увеличении концентрации ионов приближается к

значению Таким образом, впервые в допированном квантовом

параэлектрике была обнаружена вторая критическая концентрация х8=0.0027, выше которой становится отличным от нуля, а равно нулю. Наличие второй критической концентрации находит качественное объяснение в рамках (развиваемой с участием автора) кластерной модели индуцированного

сегнетоэлектричества в квантовых параэлектриках, как пороговой концентрации образования кластеров.

На основе оптических и диэлектрических исследований 8г1.хСахТЮз С X = 0.007 и 0.014 (Хс = 0.002 [25]) определены величины и температурные зависимости при обеих концентрациях

существенно больше чем (Р8). Аналогичное поведение ранее наблюдалось в [26] и было интерпретировано как свидетельство сосуществования сегнетоэлектрической и стеклоподобной фаз.

В этой же главе приведены результаты исследования диэлектрических свойств керамических образцов номинально чистого Из анализа

поведения спонтанной поляризации вблизи температуры Кюри сделан вывод о том, что сегнетоэлектрический фазовый переход в CdTiO3 при Т = 77 К является переходом первого рода, близким ко второму.

Далее приведены результаты исследований диэлектрических свойств нового твердого раствора на основании которых была построена

фазовая диаграмма Тс(х) и определено значение критической концентрации хс = 0.002 и обнаружено, что в диапазоне х^ й х й 0.05 Тс(х) - (Х-Хс),/2.

Последний раздел главы посвящен исследованию неизовалентных твердых растворов В этих

твердых растворах были изучены температурные зависимости диэлектрической проницаемости, диэлектрических потерь и петель гистерезиса. Полученные результаты указывают на переход этих твердых растворов при шпких температурах в полярное состояние без дальнего порядка. Построены фазовые диаграммы Тс(х) этих твердых растворов. Значения критических концентраций для обоих соединений (хс = 0.007) оказались в 3.5 раза выше критических концентраций в изовалентных твердых растворах и

Бг^хСс^ТЮэ. Такое увеличение Хс связано с подавлением перехода в полярное состояние хаотическим полем «замороженных» дипольных моментов возникающих при зарядовой компенсации неизовалентной примеси. Исследования показали также,

что возникающие при зарядовой компенсации неизовалентной примеси дипольные моменты и зарядовые комплексы различных конфигураций приводят к целому ряду особенностей в поведении диэлектрических свойств

этих материалов: существенно нелинейной проводимости и сильной частотной дисперсии диэлектрической проницаемости в интервале температур 100-300К.

В конце главы отмечено, что во всех исследованных соединениях на основе 8гТЮ3 ионы примеси являются центральными или слабо нецентральными. Экспериментальные результаты по определению критических концентраций удовлетворительно согла-

суются с теоретическими расчетами, проведенными в рамках новой концепции объяснения формирования индуцированных полярных состояний при допировании квантовых параэлектриков центральными или слабо нецентральными ионами [27] и послужили определенным стимулом для развития теоретических представлений.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Впервые на основе исследования температурных изменений рефракции света экспериментально обнаружено явление изотропного магнитного преломления света (ИМП) в кубических магнитных диэлектриках ЯЬМлРз, К№Р3, У3Ре5012, ТЬзРезО^, Сс^Ре^г, ЕизРе3012, УзРе5.хСах012, магнитном полупроводнике СёСг28е4 и определен полный изотропный магнитный вклад в главные значения показателя преломления некубнческих кристаллов МпБ2,

Показано, что во всех исследованных магнитных материалах эффект ИМП приводит к увеличению показателя преломления на величину и на два - три порядка больше, чем

анизотропные добавки в преломление света в одноименном кристалле.

Для кубических кристаллов впервые показано, что в ИМП большой вклад вносит ближний магнитный порядок выше и ниже температуры фазового перехода и магнитные изменения показателя преломления вследствие этого сохраняются до 2 -г 3 температур магнитного упорядочения. Температурные изменения рефракции света за счет ближнего и дальнего магнитного порядка хорошо описываются спиновыми корреляционными функциями.

Установлено, что в редкоземельных ферритах-гранатах магнитное преломление света определяется в основном железными подрешетками. Вклад редкоземельной подрешетки на порядок меньше и становится заметным лишь ниже 100 К. Обнаружена взаимная компенсация магнитного и термооптического вкладов в температурные изменения рефракции в ферритах-гранатах, диапазон температур который можно смещать в широких пределах, замещая ионы железа диамагнитными ионами.

2. Исследованы и проанализированы механизмы изотропного магнитного преломления света в диэлектриках. В кристаллах

оценены величины магшггострикционного и магнитотермоопти-ческого механизмов ИМП. Установлено, что вклад этих механизмов существенно меньше наблюдаемых магнитных изменений рефракции и в ряде случаев имеет противоположный знак. В качестве основного механизма ИМП света предложен магнитооптический механизм, обусловленный влиянием изотропного обменного взаимодействия на электронный энергетический спектр кристалла. Показано, что в ЯЬМпРз и МпРг в одноосцилляторном приближении ИМП обусловлено магнитными изменениями частоты эффективного осциллятора.

3. Впервые проведены исследования температурных изменений главных значений показателя преломления в нелинейных оптических кристаллах, сегнетоэлектриках группы КТР (КТЮР04> КЬТЮР04 и ТТЛОРО,). В

исследован электрооптический эффект и температурные зависимости двупреломления. На основе этих экспериментальных данных определена величина и температурная зависимость спонтанной поляризации Р5 в Ш>ТЮР04 И Т1ТЮРО4 и оценено ее значение в Сравнение экспериментальной величины Р, в КТР и полученной на основе модели точечных зарядов свидетельствует о небольшом вкладе смещений ионов К1+ в щелочной подрешетке в формирование спонтанной поляризации. Экспериментально установлено, что симметрия парафазы в ТТР и ЯТР принадлежит ромбической сингонии, а фазовые переходы II рода в этих материалах описываются теорией Ландау с учетом 1-ой флуктуационной поправки (ТТР). По тепловым изменениям главных значений показателя преломления в КТР на различных длинах волн рассчитаны температурные

изменения фазового синхронизма в КТР, результаты которых согласуются с литературными экспериментальными данными.

5. Проведены термооптические исследования сегнетоэлектрических релак-соров с различной степенью упорядочения. Выделен и проанализирован спонтанный полярный вклад в преломление света. Впервые обнаружено, что в РЬБс^Та^Оз полярный вклад возникает при 650К и до температуры сегнето-электрического перехода его величина и температурная зависимость не зависят от степени упорядочения ионов Во всех исследованных сегнетоэлектрических релаксорах в высокотемпературной области наблюдается идентичная температурная зависимость спонтанного вклада в преломление - температурная производная его абсолютной величины линейно возрастает при охлаждении в интервале температур «200К ниже температуры Бернса, что указывает на сходные механизмы формирования фазы с полярными нанообластями в этих материалах.

6. Выполнены детальные исследования температурных изменений преломления и двупреломления света и электрооптического эффекта в монокристаллах и диэлектрические исследования

на основе которых установлены особенности возникновения и трансформации индуцированных полярных состояний в этих соединениях. В Бг^ВаДЮз обнаружена вторая критическая концентрация xg=0.0027, выше которой возникает стеклоподобное состояние, где среднее значение квадрата спонтанной поляризации становится отличным от нуля, а среднее значение поляризации (Ps) равно нулю. Показано, что в диапазоне концентраций величина пропорциональна и при увеличении кон-

центрации ионов Ва2+ до х«0.07 приближается к значению <PS>. Обнаружено, что в Бг1.хСахТЮз среднее значение переключаемой спонтанной поляризации <P,> существенно меньше (P2S)1/2, определенной оптическими методами.

7. На основе диэлектрических исследований получены фазовые диаграммы и определены значения критических концентраций хс новых твердых растворов на основе с изовалентным - и неизо-валентным замещением -

(х,.=0.007). Показано, что увеличение Хс в 3.5 раза в неизовалентных соедине-

ниях по сравнению с изовалентными можно

связать с подавлением перехода в полярное состояние хаотическим полем «замороженных» дипольных моментов, возникающих в этих твердых растворах при зарядовой компенсации неизовапентной примеси. Установлено, что сегнетоэлектрический переход в CdTiOj при Т=77К является переходом первого рода, близким ко второму.

8. Впервые для исследования' фазовых переходов в твердых телах применен метод гомодинной интерферометрии и продемонстрированы его преимущества.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Смоленский ГА, Писарев Р.В., Синий И.Г. Двойное лучепреломление света в магнитоупорядоченных кристаллах // Успехи физ. наук.- 1975.- Т.116, В.2.-С. 231-270.

2. Fousek J., Petzelt J. Changes of refractive indices of crystals induced by structural phase transitions // Phys. stat. sol. (a).-1979.- V.55, №11.- P. 11-40.

3. Ferre J., Gehring GJ\. Linear optical birefringence of magnetic crystals // Rep. Prog. Phys.- 1984.- V.47.- P. 513-611.

4. Сонин А.С., Василевская А.С. Электрооптические кристаллы. - M.: Атом-шдат, 1971.-328 с.

5. Burns G., Dacol F.H. Glassy polarization behavior in ferroelectric compounds Pb(Mg1/JMb2/3)03 and Pb(ZnI/3NbM)03 // Solid State Communications.- 1983.-V.48, №10.-P. 853-856.

6. Belanger D.P., King A.R., Jaccarino V. Temperature dependence of the optical birefringence of MnF2, MgF2 and ZnF2 // Phys. Rev. В.- 1984.- V.29, №5.- P. 2636-2643.

7. Zhu Shi-Yao, Chen Yin-Li, Fang Jun-Xin. Thermal effect of the refractive index caused by the electron-phonon interaction // Phys. Rev. В.- 1987.- V.35, №6.- P. 2980-2987.

8. Burns G., Dacol F.H. BaTi03 as a biased paraelectric // Japanese J. Appl. Phys.-1985.- V.24, №2,- P. 649-650.

9. Kleemann W. and Schafer F.J. Crystal optical studies of spontaneous and precursor polarization in KNb03 // Phys. Rev. В.-1984.- V.30, №3.- P. 1148-1154.

10. DiDomenico M., Jr. and Wemple S.H. Oxygen-octahedra ferroelectrics. I. Theory of electro-optical and nonlinear optical effects // J. Appl. Phys.- 1969.-V.40,№2.-P.720-734.

11. Смоленский Г.А - ред. Физика сегнетоэлектрических явлений.- Л: Наука, 1985.-396 с.

12. Боровик-Романов А.С., Крейнес Н.М., Панков А.А., Талалаев М.А Магнитное двупреломление света в антиферромагнигаых фторидах переходных металлов //ЖЭТФ.-1973.- Т.64, В.5.- С. 1762-1775.

13. Ivanov N.R., Levanyuk A.P., Minyukov SA, Kroupa J., Fousek J. The critical temperature dependence of birefringence near the normal-incommensurate phase transition in Rb2ZnBr4 // J. Phys.: Condens. Metter.- 1990.- V.2 - P. 5777-5786.

14. Андропова И.А, Берштейн И.Л., Зайцев Ю.И. Предельные возможности лазерной микрофазометрии // Известия АН СССР. сер. Физическая.- 1982.-Т.46, №18.-С. 1590-1593.

15. Zumsteg F.C., Bierlein J.D., GierT.E. КДЬьДЮРОл: A new nonlinear optical material // J. Appl. Phys.-1976.- V.47, №11.- P. 4980-4985.

16. Belt R.F., Gashurov G., Liu Y.S., KTP as a harmonic generator for NdYAG Lasers // Laser Focus.-1985.- V.21, №10. - P. 110-124.

17. Воронкова В.И., Стефанович С.Ю., Яновский В.К. Сегнетоэлекгрические фазовые переходы и свойства нелинейно-оптических кристаллов KTiOPO4 и их аналогов // Квантовая электроника.-1988.- Т. 15, №4.- С. 752-756.

18. Струков Б.А., Леванюк А.П. Физические основы сегаетоэлектрических явлений в кристаллах. - М.: Наука, 1995.- 304 с.

19. Vakhrushev S.B., Okuneva N.M. Evolution of structure of PhMgi^Nb^Oj in the vicinity of the Burns temperature // AIP Conference Proceedings.- 2002.-V.626.-P. 117-122.

20. Egami Т., Mamontov E., Dmowski W., Vakhrushev S.B. Temperature dependence of the local structure in Pb containing relaxor ferroelectrics // AIP Conference Proceedings.- 2003,- V.677.- P. 48-54.

21. Moriya Y., Kawaji H., Tojo Т., Atake T. Specific-heat anomaly coused by ferroelectric nanoregions in and relaxors // Phys. Rev. Lett.- 2003.- V.90, №20.- P. 205901-1 - 205901-4.

22. Vugmeister B.E., Glinchuk M.D. Dipole glass and ferroelectricity in random-site electric dipole systems // Rev. Mod. Phys.-1990.- V.62, №4.- P. 993-1026.

23. Леманов В.В.. Фазовые переходы в твердых растворах на основе SrTiO3 // ФТТ.- 1997.-Т.39,№9.-С. 1645-1651.

24. Lemanov V.V., Smirnova E.P., Syrnikov P.P. and Tarakanov EA Phase transitions and glasslike behavior in Бг^ВаДЮз // Phys. Rev. В.- 1996.-V.54, №10.-P. 3151-3157.

25. Bednorz J.G. and Muller KA Зг^СаДЮз: an XY quantum ferroelectric with transition to randomness // Phys. Rev. Lett.- 1984.-V.52, №25.- P. 2289-2292.

26. Kleemann W., SchSfer F.J. and Rytz D. Diffuse ferroelectric phase transition and long-range order ofdilute KTa,.xNbxC>3// Phys. Rev. Lett.-1985.- V.54, №18.-P. 2038-2041.

27. Квятковский О.Е. Квантовые эффекты в виртуальных и низкотемпературных сегнетоэлектриках (обзор) // ФТТ.- 2001.- Т.43, В.8.- С. 1345-1362.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1А Markovin P.A., Pisarev R.V., Smolensky GA, Syrnikov P.P. Observation of isotropic magnetic contribution to the refractive index of ABF3 - type cubic crystals // Solid State Communications. - 1976. - V. 19, № 3. - P. 185-188.

2A Писарев Р.В., Марковин ПА, Кричевцов Б.Б., Смоленский ГА Изотропный и анизотропный магнитные вклады в преломление света в магнито-упорядоченных кристаллах // Летняя школа по оптоэлектронике и интегральной оптике: Труды конференции - Мариански Лазни, ЧССР- 1976 - Ч.1.- С. 200-227.

ЗА. Smolensky GA, Pisarev R.V., Markovin PA, Krichevzov B.B. Isotropic exchange and higher-order anisotropic magnetic contributions to the refractive index of cubic magnetic crystals // Physica. -1977. - V. 86-88B. - P. 1205-1206.

4A. Марковин П.А., Писарев Р.В. Магнитное, тепловое и упругое преломление света в антиферромагнетике MnF2 // ЖЭТФ. - 1979. - Т. 77, В. 6(12). -С. 2461-2476.

5А Кричевцов Б.Б., Марковин ПА, Писарев Р.В. Магнитное преломление света в некубических кристаллах // 20-ое Всесоюзное совещание

по физике низких температур НТ-20: Материалы конференции - Москва -1979.- 4.2. -С. 165-167.

6А. Кричевцов Б.Б., Марковин П.А., Писарев Р.В. Магнитное преломление света в халькогенидной шпинели CdCr2Se4 // ФТТ. - 1980. - Т. 22, В. 10.-С. 3107-3113.

7А Pisarev R.V., Krichevtzov B.B., Markovin P.A., Korshunov O.Yu., Scott J.F. Optical phenomena in BaMnF4 near its phase-transition temperatures // Phys. Rev. B. - 1983. - V. 28, № 5. - P. 2677-2685.

8A Коршунов O.IO, Марковин П.А., Писарев Р.В. Преломление света в сегнетоэлектрике с размытым фазовым переходом PbMg1/3Nb2/3O3 // ФТТ. -1983. - Т. 25, В. 7. - С. 2134-2140.

9А Кричевцов Б.Б., Марковин ПА, Петров СВ., Писарев Р.В. Изотропное и анизотропное магнитное преломление света в кубических антиферро-магаетиках KNiF3 и RbMnF3 // ЖЭТФ. - 1984. - Т. 86, В. 6. - С. 2262-2272.

10А. Pisarev R.V., Krichevtzov B.B., Markovin P.A., Korshunov O.Yu., Scott J.F. Optical phenomena in BaMnF4 near its phase-transition temperatures // Ferroelectrics. -1984. - V. 56. - P. 99-102.

11 A. Gridnev V.N., Kizhaev S.A., Korshunov O.Yu., Krichevtzov B.B., Markovin P.A., Pisarev R.V., Scott J.F. Optical, dielectric and magnetic studies of phase transitions in BaMnF4 // Ferroelectrics. - 1985. - V. 63. - P. 127-134.

12A Korshunov O.Yu., Markovin P.A., Pisarev R.V., Sapoznikova L.M. Thermooptical properties of ferroelectric lead scandium tantalate PbSc1/2Ta1/2O3 with a different degree ofordering // Ferroelectrics. - 1989. - V. 90. - P. 151-153.

13A Pisarev R.V., Markovin P.A., Shermatov B.N., Voronkova V.I., Yanovskii V.K. Thermooptical study of KTiOPO4 - family crystals // Ferroelectrics. - 1989. - V. 96. - P. 181-185.

14 A. Korshunov O.Yu., Markovin P.A., Pisarev R.V. Thermooptical study of precursor polarization in ferroelectrics with diffuse phase transitions // Ferroelectrics Letters. -1992. - V. 13. - P. 137-142.

15A Bianchi U., Markovin P.A., Kleemann W. Structural and ferroelectric phase transitions of Бг^СаДЮз // 20-th Spring Conference on Ferroelectricity: Proc. KTB/MLU - Guntersberge, Germany - 1992. - V. 39. - P. 32-34.

16А Markovin P.A., Lemanov V.V., Korshunov O.Yu., Syrnikov P.P., Bianchi U., Lindner R., Kleemann W. Optical study of Sij.jBasJiC>3 single crystals // Ferroelectrics. - 1996. - V. 184. - P. 269-272.

17A Markovin P.A., Kleemann W., Lindner R., Lemanov V.V., Korshunov O.Yu., Syrnikov P.P. A crystal optical study of phase transitions in Sri.xBaxTiO3 single crystals // J. Phys.: Condens. Metter. - 1996. - V. 8 - P. 2377-2388.

18A Марковин П.А., Леманов В.В., Клееманн В., Бианки У., Линдер Р. Оптические исследования полярного состояния в монокристаллах Бг^ВаЛТОз (х=0.025) // Известия Академии наук, сер. Физ.-1996.- Т.60, № 10.- С. 11-19.

19А Гужва М.Е., Клееманн В., Марковин П.А.. Спонтанная фогорефракциявЗг^СаДЮз (х=0.014)//ФТТ,- 1997. Т.39,№ 4. - С. 711-713.

20А. Markovin P.A., Lemanov V.V., Guzhva M.E., Kleemann W. Refractometric study of polar ordering in single crystals //

Ferroelectrics. - 1997- V. 199.- P. 121-129.

21 А. Гужва М.Е., Клееманн В., Леманов В.В., Марковин П.А Критические концентрации в виртуальном сегнетоэлектрике SrTiO3 с примесью Ва2+ // ФТТ. - 1997. - Т. 39, № 4.- С. 704-710.

22А. Vikhnin V.S., Markovin P.A., Lemanov V.V., Kleemann W. Cluster model of ferroelectric ordering in incipient ferroelectrics-based solid-solutions // Journal ofthe Korean physical Society. -1998. - V. 32. - P. S853-S856.

23A. Eglitis R.I., Vikhnin V.S., Markovin P.A., Borstel G. Self-ordered second-component clusters in solid solutions on the basis of ferroelectric perovskites: Nb clusters in KTaO3 // First-Principales Calculations for Ferroelectrics, Fifth Williamsburg Workshop: AIP Conference Proceedings.- 1998. - V. 436. P. 87-95.

24A. Vikhnin V.S., Markovin P.A., Kleemann W. The origin of polar ordering in incipient ferroelectrics with weak off-center impurities // Ferroelectrics. - 1998. -V.218.-P. 85-91.

25A. Guzhva M.E., Lemanov V.V., Markovin P.A. and Shaplygina ТЛ. Ferroelectric behaviour and phase diagrams of SrTiO3-based solid solutions // Ferroelectrics.- 1998.- V. 218.- P. 93-101.

26A. Vikhnin V.S., Eglitis R.I., Markovin P.A., Borstel G. Self-ordered second-component Nb clusters in solid solutions and their physical

properties. // Phys. Stat. Sol. (b). -1999. - V. 212. - P. 53-63.

27А Vikhnin V.S., Blinc R., Pirc R., Kapphan S.E., Kislova I.L., Markovin P. A. A model of polar clusters in ferroelectric relaxors ofPMN-type: polaronic and charge transfer effects // Ferroelectrics. - 2002. - V. 268. - P. 257-262.

28A. Марковин П.А., Писарев Р.В., Хаецкий B.C. Изотропный магнитный вклад в показатель преломления в редкоземельных и замещенных ферритах-гранатах. // Всесоюзная конференция по физике магнитных явлений: Тезисы докладов - Донецк -1977. - С. 159.

29А. Марковин П.А., Писарев Р.В. Магнитное, тепловое и упругое прелом-ление света в антиферромагнетиках //

Всесоюзная конференция по физике магнитных явлений: Тезисы докладов -Харьков-1979.-С. 183.

ЗОА Pisarev R.V., Markovin PA, Shermatov B.N., Voronkova V.I., Yanovskii V.K. Thermooptical study of KTi0P04 - family crystals // The Fourth Japanese-Soviet Symposium on Ferroelectricity (JSSF-4): Abstracts - Tsukuba, Japan-1988.-P. 171Л172.

31 A. Pisarev R.V., Markovin P.A., Shermatov B.N., Voronkova V.I., Yanovskii V.K. Electro-optical study of KTi0P04 - family crystals // The Seventh International Meeting on Ferroelectricity: Abstracts - Saarbrucken, Germany -1989.-P. 339.

32A. Марковин П.А., Писарев Р.В., Шерматов Б.Н., Воронкова В.И. Исследование электрооптических свойств кристаллов семейства КТЮРО4 // XII Всесоюзная конференция по физике сегнетоэлектриков: Тезисы докладов - Ростов-на-Дону -1989. - Т.2, С. 52.

33 A. Markovin P.A.. A study of polar ordering in SrTi03-based solid solutions by optical measurements in structural and polar multidomain samples // Sixth Japan-CIS/Baltic Symposium on Ferroelectricity JCBSF-6: Abstracts - Noda, Japan -1998.-P. 59.

34A. Гужва М.Е., Леманов В.В., Марковин П.А., Сырников П.П., Шаплыгина Т.А Влияние неизовалентного замещения на индуцированное полярное состояние в твердых растворах на основе виртуальных сегнетоэлек-триков // XV Всероссийская конференция по физике сегнетоэлектриков (BKC-XV): Тезисы докладов - Ростов-на-Дону, г. Азов, Россия -1999.- С. 149.

35А. Guzhva M.E., Lemanov V.V., Markovin P.A.. Optical study of antiferrodistortive and ferroelectric phase transitions in Sr(|.X)AxTi03 solid solutions // The Third International Seminar on Ferroelastics Physics ISFP-III: Abstracts -Voronezh, Russia - 2000. - P. 10.

36A. Markovin PA, Guzhva M.E., Lemanov V.V., Vikhnin V.S. Ferroelectric and glass-like states induced by on-center and weak off-center impurities in incipient ferroelectrics // 7th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on FeiToelectricity: Abstracts - St. Petersburg, Russia - 2002. - P. 13.

37A. Гужва М.Е., Леманов В.В., Марковин ПА, Сырников П.П., Гагулин В.В., Иванова В.В., Корчапша С.К., Шевчук ЮА Исследование низкотемпературных диэлектрических аномалий в примесных системах на основе потенциального сешетоэлектрика SrTiO3 // XVI всероссийская конференции по физике сегнетоэлектриков: Тезисы докладов - Тверь - 2002. - С. 118.

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97.

Подписано в печать 24.05.2004 Объем в п.л. 2,5 Тираж 100. Заказ 278

Отпечатано с готового ориганал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства СПбГПУ 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.

Отпечатано на ризографе КК-2000 ЕР Поставщик оборудования — фирма "Р-ПРИНТ" Телефон: (812) 110-65-09 Факс: (812) 315-23-04

»t3Ö2B

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРЕЛОМЛЕНИИ СВЕТА И ЕГО

ИЗМЕНЕНИЯХ В КРИСТАЛЛАХ С ФАЗОВЫМИ ПЕРЕХОДАМИ.

1.1. Феноменологическое описание преломления света в прозрачных диэлектриках и элементарная теория дисперсии.

1.2. Механизмы температурных изменений показателя преломления в кристаллах без фазовых переходов.

1.3. Влияние параметра порядка на температурные изменения преломления света при фазовых переходах.

1.3.1. Введение.

1.3.2. Определение спонтанной поляризации оптическим методом.

1.3.3. Исследования изотропного магнитного двупреломления света в магнитоупорядочкнных кристаллах.

1.4. Выводы.

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ * УСТАНОВКИ.

2.1. Введение.

2.2. Интерференционные измерения изменений показателя преломления.

2.3. Метод гомодинной интерферометрии.

2.4. Конструкция и характеристики гомодинного интерферометра.

2.5. Установка для измерения температурной зависимости диэлектрической проницаемости.

2.6. Установка для измерения петель диэлектрического гистерезиса.

2.7. Выводы.

ГЛАВА III. ИЗОТРОПНОЕ МАГНИТНОЕ ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА В % МАГНИТОУПОРЯДОЧЕННЫХ КРИСТАЛЛАХ.

3.1. Введение.

3.2. Механизмы температурных изменений показателя преломления в магнитных диэлектриках.

3.2.1. Кубические фториды RbMnF3, KNiF3.

3.2.2. Кубические кристаллы со структурой граната.

3.2.3. Температурные изменения преломления света в некубических магнитных диэлектрика.

3.3. Магнитный вклад в показатель преломления.

3.4. Механизмы изотропного магнитного преломления света.

3.5. Выводы.

ГЛАВА IV. ИЗУЧЕНИЕ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ И СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО * УПОРЯДОЧЕНИЯ В КРИСТАЛЛАХ СЕМЕЙСТВА КТЮР

ОПТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ.

4.1. Введение.

4.2. Основные физические свойства кристаллов семейства КТЮР04.

4.3. Термооптические исследования кристаллов типа КТР.

4.3.1. Температурные изменения преломления света в КТЮРО4, RbTi0P04 и Т1ТЮР04.

4.3.2. Температурные изменения двупреломления в кристаллах RbTi0P04 и Т1ТЮР04.

4.3.3. Сегнетоэлектричекий вклад в преломление света в кристаллах семейства КТР.

4.4. Линейный электрооптический эффект в кристаллах KTi0P04, RbTi0P04 и Т1ТЮР04.

4.5. Спонтанная поляризация в кристаллах семейства КТР.

4.6. Температурные изменения условий фазового синхронизма в

КТЮР04.

4.7. Выводы.

ГЛАВА V. ТЕРМООПТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЛАКСОРОВ ТИПА PbMgi/зМЬз/зОз И PbSc,/2Ta,/203 С РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНЬЮ УПОРЯДОЧЕНИЯ.

5.1. Введение.

5.2. Механизмы температурных изменений преломления света в РЬМёшМЬ2,303.

5.3. Полярный вклад в преломление света в релаксорах типа PbMgi/3Mb2/303 и в PbSci/2Tai/203 с различной степенью $ упорядочения.

5.4. Выводы.

ГЛАВА VI. ИНДУЦИРОВАННЫЕ ПРИМЕСЯМИ ПОЛЯРНЫЕ СОСТОЯНИЯ В ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ НА ОСНОВЕ КВАНТОВОГО ПАРАЭЛЕКТРИКА SrTi03.

6.1. Введение.

6.2. Особенности индуцированного полярного упорядочения в твердых растворах на основе квантовых параэлектриков SrTi03 и КТаОз (обзор).

6.3. Оптические и диэлектрические исследования твердых растворов на основе квантового параэлектрика БгТЮз.

6.3.1. Введение.

6.3.2. Спонтанный вклад в преломление и двупреломление света в образцах с сегнетоэлектрическими и структурными доменами.

6.3.3. Твердый раствор Sri.xBaxTi03.

6.3.4. Твердый раствор Sri.xCaxTi03.

6.3.5. Диэлектрические свойства CdTi03 в районе сегнетоэлектрического фазового перехода.

6.3 6. Твердый раствор Sri.xCdxTi03.

6.3.7. Твердые растворы SrTi03 с неизовалентным замещением:

SrTi03( 1 -х)-КТаОз(х) и SrTi03(l-x)-KNb03(x).

6.4. Выводы.

Исследование фазовых переходов и связанных с ними физических явлений является одним из приоритетных направлений в физике конденсированных сред. Это определяется как фундаментальными научными задачами выявления механизмов, приводящих к изменению фазового состояния, так и прикладными аспектами. Магнитные и сегнетоэлектрические материалы нашли широкое применение в устройствах макро- и микроэлектроники, компьютерной техники, интегральной оптики, нелинейной оптики и оптоэлектроники.

При фазовых переходах в магнитных и сегнетоэлектрических материалах возникает ближний и дальний порядок на фоне кристаллического дальнего порядка. Существует большое многообразие методов изучения этих явлений, основанных на исследовании микро- и макроскопических характеристик объектов. В последние десятилетия измерения изменений оптических параметров материалов за счет ближнего и дальнего порядка при фазовых переходах получили широкое распространение для исследования фазовых превращений в твердых телах. Перестройка спиновой, фононной и электронной подсистем при фазовых переходах приводит к изменениям оптических свойств, в том числе к изменению показателя преломления. Было показано, что в большинстве случаев (включая классы материалов, исследованные в работе) изменения главных значений показателя преломления при фазовых переходах связаны со средним значением квадрата параметра порядка (или его компонент) [1-3]. Соответствующие измерения позволяют с большой степенью точности получить информацию о наличии фазового перехода, его роде, о температурном поведении (а в ряде случаев и абсолютной величине) параметра порядка и его флуктуаций, о критических индексах, а также о симметрии фаз. В кристаллах, кубических в высокосимметричной фазе, процессы перестройки фононной, спиновой и электронной подсистем, связанные с ближним порядком выше температуры фазового перехода, дают изотропный вклад в преломление (рефракцию) света. Измерение двупреломления, возникающего в таких объектах в результате изменения симметрии при фазовом переходе, позволяет исследовать поведение среднего значения квадрата параметра порядка только ниже температуры перехода описанная ситуация относится к идеальному, бездефектному кристаллу). В кристаллах, имеющих более низкую симметрию в исходной фазе, ближний порядок вносит вклад в двупреломление света и выше температуры перехода.

Подавляющее число работ, опубликованных как до начала, так и в процессе проведения настоящих исследований, относится к изучению двупреломления света при фазовых переходах. Это связано со сравнительно более простой методикой эксперимента (при достижении той же точности) по сравнению с измерением изменений главных значений показателя преломления. Однако изучение двупреломления не позволяет определить все физические величины, характеризующие воздействие ближнего и дальнего порядка, изменения температуры, деформации, электрического поля и других факторов на рефракцию света в кристаллах. Полная информация о таком влиянии может быть получена лишь при исследовании абсолютного показателя преломления и изменений всех его главных значений под действием возмущения. Учитывая это, а также то, что показатель преломления и особенно его изменения можно измерять с большой точностью, следует ожидать, что изучение этой характеристики даст возможность получить качественно новые сведения о влиянии этих факторов на преломление света, по сравнению с теми, которыми мы располагаем из экспериментов по двупреломлению. Особенно актуальны измерения изменений абсолютного значения показателя преломления для исследования фазовых переходов в кристаллах, кубических в высокосимметричной фазе, поскольку в этом случае среднее значение квадрата параметра порядка выше температуры перехода не дает вклад в двупреломление света. На момент начала исследований, представленных в данной работе, имелось лишь небольшое число публикаций ио изучению температурных изменений абсолютных значений показателя преломления при фазовых переходах в сегнетоэлектриках. Совершенно отсутствовали исследования температурных изменений показателя преломления магнитных диэлектриков, поэтому оставался открытым вопрос о полном вкладе ближнего и дальнего магнитного порядка в преломление света и особенностях этого явления при магнитных фазовых переходах в кристаллах. Не были исследованы детально механизмы температурных изменений преломления света, не связанные с возникновением параметра порядка (регулярный вклад), и, как следствие этого, не был решен вопрос о корректном выделении спонтанных магнитного и сегнетоэлектрического вкладов в главные значения tjf показателя преломления и двупреломление.

Изучение изменений абсолютных значений показателя преломления имеет также большое прикладное значение. Изменение показателя преломления под влиянием температуры, деформации, постоянного и переменного электрического и магнитного полей и т.д. существенно влияет на такие параметры оптических приборов, как чувствительность, разрешение, лучевая стойкость, частотные характеристики оптических модуляторов и др., поэтому показатель преломления и его термооптические, пьезооптические и электрооптические коэффициенты являются важной характеристикой материалов для оптических устройств.

Все эти аспекты определяют актуальность цели работы.

Цель работы.

Изучение процессов возникновения и трансформации фазовых состояний в магнитных диэлектриках, сегнетоэлектриках и квантовых параэлектриках с примесями на основе исследования эффектов, обусловленных влиянием ближнего и дальнего порядка на прело мление света при фазовых переходах в этих материалах.

В рамках решения общей фундаментальной задачи были сформулированы конкретные задачи, связанные с исследованием актуальных (как с точки зрения физики фазовых переходов, так и в прикладном аспекте) объектов на каждом этапе выполнения работы. Эти конкретные задачи определялись состоянием проблемы, изложенным в соответствующих главах диссертации, для каждого класса исследуемых материалов.

1. Установление механизмов температурных изменений преломления света в магнитных диэлектриках и исследование влияния ближнего и дальнего магнитного порядка на показатель преломления.

2. Изучение фазовых переходов и сегнетоэлектрического упорядочения оптическими методами в сегнетоэлектриках - суперионных проводниках семейства

КТЮР04.

3. Термооптические исследования особенностей возникновения полярного состояния в сегнетоэлектрических релаксорах типа магнониобата свинца

PbMgi/3Nb2/303 и в скандотанталате свинца РЬБс^Та^Оз с различной степенью упорядочения.

4. Изучение оптическими и диэлектрическими методами процессов формирования индуцированных полярных состояний и влияния на них хаотических полей в твердых растворах на основе квантового параэлектрика SrTiCb с изовалентным и неизовалентным замещением.

Учитывая актуальность изучения явлений ближнего и дальнего порядка в физике фазовых переходов по инициативе Г.А. Смоленского и Р.В. Писарева в ФТИ им. А.Ф. Иоффе в середине 70-х годов автором работы были начаты исследования изменений абсолютных значений показателя преломления света под влиянием различных воздействий (температуры, одноосного давления, электрического поля) в конденсированных средах с магнитными и сегнетоэлектрическими фазовыми переходами. Для реализации этой задачи впервые был применен метод гомодинной интерферометрии, позволяющий исследовать фазовые переходы в образцах, в которых не применимы другие оптические методы (поляриметрия, иные интерферометрические методики и др.), а именно, в образцах с большими (2-3 порядка) вариациями в ходе эксперимента пропускания исследуемого материала из-за изменения поглощения и в образцах с сильным рассеянием и деполяризацией света на доменной структуре и дефектах. В результате этой деятельности, представленной в данной работе, в ФТИ им. А.Ф. Иоффе за последние десятилетия было развито направление - гомодинная интерферометрия фазовых переходов в конденсированных средах.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Экспериментальное обнаружение и исследование явления изотропного магнитного преломления света (ИМП) в кубических магнитных кристаллах и полного изотропного магнитного вклада в главные значения показателя преломления некубических кристаллов. Эффект заключается в изотропном по направлению намагниченности (в кубических кристаллах, и по поляризации света) увеличении показателя преломления, связанным с возникновением ближнего и дальнего магнитного порядка, сохраняется до 2-3 температур магнитного упорядочения, а его величина на два - три порядка больше, чем анизотропные по намагниченности изменения показателя преломления в одноименных кристаллах (эффект Котгона-Мутона).

2. Исследование и анализ механизмов изотропного магнитного преломления света в магнитных диэлектриках, который показывает, что основным механизмом ИМП является магнитооптический механизм, обусловленный влиянием изотропного обменного взаимодействия на электронный энергетический спектр кристалла.

3. Результаты термооптических и электрооптических исследований сегнетоэлектриков семейства КТЮРО4: определена симметрия парафазы, величина и температурная зависимость спонтанной поляризации Ps в RbTiOPC>4 и ТГПОРО4; оценено значение Ps в КТЮРО4; установлено, что RbTiOPC>4 и Т1ТЮРО4 испытывают фазовые переходы II рода, описываемые теорией Ландау.

4. В сегнетоэлектрическом релаксоре PbSci/2Tai/203 с различной степенью упорядочения спонтанный полярный вклад в преломление света возникает при значительно большей температуре (650К), чем температура образования релаксорной фазы и сегнетофазы с дальним порядком («300К), что связывается с образованием полярных нанокластеров. Величина и температурная зависимость этого вклада не зависят от степени упорядочения ионов Sc3+ и Та5+ вплоть до температуры сегнетоэлеюрического перехода. Во всех исследованных сегнетоэлектрических релаксорах PbMgi/3Nb2/303, PbZni/3Nb2/303, PbMgj/3Ta2/303 и PbScj/2Tai/203 в высокотемпературной области наблюдается идентичная температурная зависимость полярного вклада в преломление света - температурная производная его абсолютной величины линейно возрастает при охлаждении в интервале температур х200К ниже температуры Бернса, что указывает на сходные механизмы формирования фазы с полярными нанообластями в этих материалах.

5. Установление особенностей возникновения и трансформации индуцированных полярных состояний в твердых растворах Sri.xBaxTi03 и Sri.xCaxTi03. Обнаружение в SrixBaxTi03 второй критической концентрации xg=0.0027, выше которой возникает стеклоподобное состояние, где среднее значение квадрата спонтанной поляризации <P2S> отлично от нуля, а среднее значение поляризации <PS> равно нулю.

6. Фазовые диаграммы и значения критических концентраций хс в новых системах твердых растворов на основе SrTi03 с изовалентным - SrixCdxTi03 (хс=0.002) и неизовалентным замещением - SrTi03( 1 -x)-KNb03(x) (хс=0.007), SrTi03( 1 -х)-КТаОз(х) (хс=0.007). Подавление перехода в полярное состояние в твердых растворах SrTi03(l-x)-KNb03(x) и SrTi03(l-x)-KTa03(x) под влиянием хаотического поля «замороженных» дипольных моментов возникающих при зарядовой компенсации неизовалентной примеси. Установление характера сегнетоэлеюрического перехода в CdTi03 при Т=77К.

7. Гомодинная интерферометрия для исследования фазовых переходов в твердых телах.

Новизна научных результатов.

Все результаты и выводы работы являются оригинальными. В работе впервые:

- Исследованы температурные зависимости показателя преломления в магнитных диэлектриках RbMnF3, KNiF3, Y3Fe5.xGaxOi2 (х = 0, 0.35, 0.7, 1.1, 5), Tb3Fe50i2, Gd3Fe50i2, Eu3Fe5Oi2, MnF2, C0F2, RbNiF3, FeB03 BaMnF4 и в магнитном полупроводнике CdCr2Se4. Для кристаллов RbMnF3, KNiF3, MnF2 измерен пьезооптический эффект. Обнаружен эффект изотропного по намагниченности' и поляризации света увеличения показателя преломления (изотропное магнитное преломление - ИМП) в кубических магнетиках. Определен полный изотропный магнитный вклад в главные значения показателя преломления некубических кристаллов. Исследованы и проанализированы механизмы этого явления, что позволило связать основной механизм ИМП с влиянием изотропного обменного взаимодействия на электронный энергетический спектр кристалла.

- Проведены исследования температурных изменений рефракции света и двупреломления в сегнетоэлектриках - ионных проводниках КТЮРО4, RbTi0P04, ТШОРО4 в широком температурном интервале и исследован электрооптический эффект в RbTi0P04, ТГПОРО4. Определена величина и температурная зависимость спонтанной поляризации в RbTi0P04, Т1ТЮРО4 и оценено ее значение в КТЮР04. Установлено, что в RbTi0P04 и Т1ТЮРО4 сегнетоэлектрические фазовые переходы -переходы II рода и описываются теорией Ландау с индексом параметра порядка Р«0,5, а температурная производная сегнетоэлектрического вклада в рефракцию света в

ТГПОРО4 выше температуры Кюри имеет логарифмическую зависимость от приведенной температуры, что соответствует температурной зависимости 1-ой ^ флуктуационной поправки в теории Ландау для одноосных сегнетоэлектриков.

- На основе термооптических исследований обнаружено, что спонтанный полярный вклад в преломление света в РЬБс^Та^Оз с различной степенью упорядочения возникает при температуре 650К (существенно выше температуры образования релаксорной фазы). Степень упорядочения ионов Sc3+ и Та5+ в этом соединении не влияет на величину и температурную зависимость полярного вклада вплоть до перехода в сегнетофазу. В релаксорах PbMgi^Nb^C^, PbZniftNb^C^, PbMg]/3Ta2/303 и PbSci/2Tai/203 в высокотемпературной области температурная производная абсолютной величины спонтанного полярного вклада в преломление линейно возрастает при охлаждении в интервале температур «200К ниже температуры Бернса.

- Проведены детальные исследования температурных изменений преломлениям двупреломления света и электрооптического эффекта в монокристаллах SrixBaxTi03 и Sri.xCaxTi03, на основе которых получены новые результаты по образованию и трансформации полярных фазовых состояний. В Srj.xBaxTi03 обнаружена вторая критическая концентрация xg=0.0027, выше которой возникает стеклоподобное состояние, где среднее значение квадрата спонтанной поляризации <P2S) становится отличным от нуля, а среднее значение поляризации <PS) равно нулю. В монокристаллах Sr(.xCaxTi03 обнаружено, что среднее значение переключаемой

1 1 /2 спонтанной поляризации <PS) существенно меньше (Р s) , определенной оптическими методами.

- Проведены диэлектрические исследования новых твердых растворов на основе SrTi03 с изовалентным и неизовалентным замещением: Sri.xCdxTi03, SrTi03(l-x)-KNb03(x) и 8гТЮз(1-х)-КТаОз(х). Построены фазовые диаграммы этих соединений и определены значения критических концентраций. Обнаружено подавление перехода в полярное состояние хаотическими полями в твердых растворах с неизовалентным ф замещением. Установлен род фазового перехода в CdTi03.

Научная и практическая значимость.

- Основная научная ценность работы заключается в фундаментальном характере исследованных явлений и установленных закономерностей. Полученные в работе результаты углубляют представления об эволюции фазовых состояний с ближним и дальним порядком в конденсированных средах и о проявлении этих явлений в оптических свойствах. Обнаружение сильных изотропных по намагниченности изменений показателя преломления, возникающих при установлении ближнего и дальнего магнитного порядка в кристалле, расширяет понимание природы взаимодействия света с магнетиками. В исследованных кубических магнитных диэлектриках основным (по величине) эффектом воздействия магнитного упорядочения на рефракцию света является не изменение симметрии оптической индикатрисы (появление магнитного двупреломления), а ее изотропное расширение (изотропное увеличение показателя преломления) обусловленное влиянием изотропного обменного взаимодействия на электронный спектр.

- Проведенные экспериментальные исследования и их анализ совместно с литературными данными позволяют конкретизировать закономерности образования индуцированных примесями полярных состояний в квантовых гтраэлектриках. В результате проведенных исследований было впервые показано, что индуцированное стеклоподобное полярное состояние может возникать выше пороговой концентрации примеси Xg>0 и экспериментально обнаружено подавление перехода в полярное состояние хаотическими полями в твердых растворах ЗгПОз-КЫЬОз и SrTi03-KTa03.

- Определена поляризация Ps и ее температурная зависимость в сегнетоэлектриках RbTi0P04, ТШОРО4 и показано, что поведение Ps вблизи точки Кюри и ее флуктуаций (в Т1ТЮРО4) выше точки Кюри, описывается в рамках теории Ландау.

- Обнаруженные общие закономерности возникновения спонтанного вклада в преломление света в сегнетоэлектрических релаксорах имеют важное значение для выработки модельных представлений, объясняющих процессы упорядочения в таких системах.

- Важное практическое значение имеет определение характеристик материалов семейства КТЮР04, являющихся актуальными для нелинейной оптики (поляризации, электрооптических коэффициентов, температурных изменений показателя преломления). Исследование электрооптического эффекта в кристаллах RbTi0P04, и

Т1ТЮРО4 показало, что эти материалы более перспективны для целей электрооптической модуляции света, чем КТЮРО4. Для использования кристаллов КТЮРО4 в нелинейной оптике практически важен результат расчета температурных изменений угла фазового синхронизма для генерации 2-ой гармоники неодимовых лазеров.

- Практически важным является обнаружение в ферритах-гранатах компенсации термооптических изменений рефракции света магнитными, что приводит к температурной независимости показателя преломления в широком диапазоне температур, который можно смещать, в том числе и в район комнатных температур, замещая ионы железа диамагнитными ионами.

- В работе показана перспективность изучения явлений ближнего и дальнего порядка, возникающих при фазовых переходах, методом гомодинной интерферометрии. Этот метод особенно актуален при исследовании кубических кристаллов, в которых ближний порядок не проявляется в двупреломлении света.

Апробация работы.

Результаты работы неоднократно обсуждались на семинарах отдела сегнетоэлектричества и магнетизма, лаборатории оптических явлений в сегнетоэлектрических и магнитных кристаллах, заседаниях Ученого совета Отделения физики диэлектриков и полупроводников ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН и на семинарах Лаборатории прикладной физики физического факультета Университета г. Дуйсбурга (Германия).

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих всероссийских (всесоюзных) и международных конференциях: Всесоюзные конференции по физике магнитных явлений (Баку 1975, Донецк 1977, Харьков 1979); Всесоюзные семинары по спиновым волнам (Ленинград 1975, 1976); Всесоюзная конференция по обработке информации лазерным лучем (Киев 1976); Международная летняя школа по оптоэлектронике и интегральной оптике (ЧССР, Мариански Лазни 1976); 20-ое и 21-ое всесоюзные совещания по физике низких температур (Москва 1979, Харьков 1980); X Всесоюзная конференция по сегнетоэлектричеству и применению сегнетоэлектриков в народном хозяйстве (Минск 1982); V и VIII Европейская конференция по сегнетоэлектричеству (Малага, Испания 1983,

Нейминген, Голландия 1995); II и III Межведомственный семинар-выставка «Получение, исследование и применение прозрачной керамики» (Рига 1985, 1988); XI, XII и XIV Всесоюзная конференция по физике сегнетоэлектриков (Киев (Черновцы) 1986, Ростов-на-Дону 1989, Плес (Ивановская обл.) 1995); The Second CIS-USA Seminar on Ferroelectricity (St. Petersburg, Russia 1992); The Third USA/CIS/BALTIC Seminar on Ferroelectricity (Montana, Bozeman, USA 1997); Международная научно-техническая конференция по физике твердых диэлектриков «Диэлектрики-97» (С-Петербург, 1997); 6th JAPAN-CIS/BALTIC Symposium on Ferroelectricity JCBSF-6 (Nada, Chiba, Japan 1998); International Seminar on Relaxor Ferroelectrics (Dubna, Russia ISRF 1996, ISRF-II 1998, ISRF-III 2000); The Third International Seminar on Ferroelastics Physics (ISFP-III, Voronezh, Russia 2000); Международный симпозиум «Фазовые превра-щения в твердых растворах и сплавах» (OMA-II, Сочи, Лазаревское 2001 г.); Международный симпозиум «Порядок, беспорядок и свойства оксидов» (ODPO-2001, ^ Сочи, Лазаревское 2001); XVI Всероссийская конференция по физике сегнетоэлектриков, (Тверь 2002); 7th RUSSIA/CIS/BALTIC/JAPAN Symposium on Ferroelectricity (RCBJSF-7) (St. Petersburg, Russia 2002).

Результаты диссертационной работы вошли в обзоры и в монографию Yuhuan Xu «Ferroelectric Materials and Their Applications», NORTH-HOLLAND, 1991, 391 P.

Личный вклад автора.

Содержание диссертации отражает персональный вклад автора в опубликованные работы. На начальном этане работы постановка задач осуществлялась совместно с Г.А. Смоленским, Р.В. Писаревым и В.В. Лемановым. Ряд работ выполнен совместно с сотрудниками ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва), Института физических проблем РАН, ОАО «НИИ Феррит-Домен» и Университета г. Дуйсбурга (Германия). В целом вклад автора в выбор направлений исследований, постановку задач, планирование и проведение эксперимента и в полученные в работе результаты был определяющим.

Публикации. j В список основных публикаций по теме диссертации включено 37 работ, из них 24 статьи в научных журналах и 3 статьи в сборниках трудов конференций [4-40J.

Структура, объем и содержание диссертации.

Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы, включающего в себя 265 наименований и изложена на 296 страницах машинописного гтекста, в том числе 88 рисунков и 18 таблиц.

Основные результаты и выводы работы

1. Впервые на основе исследования температурных изменений рефракции света экспериментально обнаружено явление изотропного магнитного преломления света (ИМП) в кубических магнитных диэлектриках RbMnF3, KNiF3, YjFe^O^, Tb3Fe50i2, Gd3Fe5012, Eu3Fe50i2, Y3Fe5.xGaxOi2, магнитном полупроводнике CdCr2Se4 и определен полный изотропный магнитный вклад в главные значения показателя преломления некубических кристаллов MnF2, CoF2, RbNiF3, FeB03, BaMnF4. Показано, что во всех исследованных магнитных материалах эффект ИМП приводит к увеличению показателя преломления на величину 10" 4- -10" и на два - три порядка больше, чем анизотропные добавки в преломление света в одноименном кристалле.

Для кубических кристаллов впервые показано, что в ИМП большой вклад вносит ближний магнитный порядок выше и ниже температуры фазового перехода и магнитные изменения показателя преломления вследствие этого сохраняются до 2 3 температур магнитного упорядочения. Температурные изменения рефракции света за счет ближнего и дальнего магнитного порядка хорошо описываются спиновыми корреляционными функциями.

Установлено, что в редкоземельных ферритах-гранатах магнитное преломление света определяется в основном железными подрешетками. Вклад редкоземельной подрешетки на порядок меньше и становится заметным лишь ниже 100 К. Обнаружена взаимная компенсация магнитного и термооптического вкладов в температурные изменения рефракции в ферритах-гранатах, диапазон температур который можно смещать в широких пределах, замещая ионы железа диамагнитными ионами.

2. Исследованы и проанализированы механизмы изотропного магнитного преломления света в диэлектриках. В кристаллах RbMnF3, KNiF3, MnF2, Y3Fe50i2 оценены величины магнитострикционного и магнитотермооптического механизмов ИМП. Установлено, что вклад этих механизмов существенно меньше наблюдаемых магнитных изменений рефракции и в ряде случаев имеет противоположный знак. В качестве основного механизма ИМП света предложен магнитооптический механизм, обусловленный влиянием изотропного обменного взаимодействия на электронный энергетический спектр кристалла. Показано, что в RbMnF3 и MnF2 в одноосцилляторном приближении ИМП обусловлено магнитными изменениями частоты эффективного осциллятора.

3. Впервые проведены исследования температурных изхменений главных значений показателя преломления в нелинейных оптических кристаллах, сегнетоэлектриках группы КТР (КТЮР04, RbTi0P04 и Т1ТЮР04). В Т1ТЮР04 и RbTi0P04 исследован электрооптический эффект и температурные зависимости двупреломления. На основе этих экспериментальных данных определена величина и температурная зависимость спонтанной поляризации Ps в RbTi0P04 и TlTi0P04 и оценено ее значение в КТЮРО4. Сравнение экспериментальной величины Ps в КТР и полученной на основе модели точечных зарядов свидетельствует о небольшом вкладе смещений ионов К14" в щелочной подрешетке в формирование спонтанной поляризации. Экспериментально установлено, что симметрия парафазы в ТТР и RTP принадлежит ромбической сингонии, а фазовые переходы II рода в этих материалах описываются теорией Ландау с учетом 1-ой флуктуационной поправки (ТТР). По тепловым изменениям главных значений показателя преломления в КТР на различных длинах волн рассчитаны температурные изменения фазового синхронизма в КТР, результаты которых согласуются с литературными экспериментальными данными.

4. Проведены термооптические исследования сегнетоэлектрических релаксоров PbMg1/3Nb2/303, PbZni/3Nb2/303, PbMgi/3Ta2/303 и PbSci/2Ta1/203 с различной степенью упорядочения. Выделен и проанализирован спонтанный полярный вклад в преломление света. Впервые обнаружено, что в PbSci/2Tai/203 полярный вклад возникает при 650К и до температуры сегнетоэлектрического перехода его величина и температурная зависимость не зависят от степени упорядочения ионов Sc3+ и Та5+. Во всех исследованных сегнетоэлектрических релаксорах в высокотемпературной области наблюдается идентичная температурная зависимость спонтанного вклада в преломление - температурная производная его абсолютной величины линейно возрастает при охлаждении в интервале температур «200К ниже температуры Бернса, что указывает на сходные механизмы формирования фазы с полярными нанообластями в этих материалах.

5. Выполнены детальные исследования температурных изменений преломления и двупреломления света и электрооптического эффекта в монокристаллах SrixBaxTi03 и SrixCaxTi03 и диэлектрические исследования SrixCaxTi03 на основе которых установлены особенности возникновения и трансформации индуцированных полярных состояний в этих соединениях. В SrixBaxTi03 обнаружена вторая критическая концентрация xg=0.0027, выше которой возникает стеклоподобное состояние, где среднее значение квадрата спонтанной поляризации (P2S) становится отличным от нуля, а среднее значение поляризации (Ps) равно нулю. Показано, что в диапазоне концентраций xg<x<0.07 величина <P2S>1/2 пропорциональна (x-xg)1/2 и при увеличении концентрации ионов В а2* до х»0.07 приближается к значению (Ps>. Обнаружено, что в Sri.xCaxTi03 среднее значение переключаемой спонтанной поляризации (Ps> существенно меньше <P2S>1/2, определенной оптическими методами.

6. На основе диэлектрических исследований получены фазовые диаграммы и определены значения критических концентраций хс новых твердых растворов на основе БгТЮз с изовалентным - Sri.xCdxTi03 (хс=0.002) и неизовалентным замещением - SrTi03(l-x)-KNb03(x) и SrTi03(l-x)-KTa03(x) (хс=0.007). Показано, что увеличение хс в 3.5 раза в неизовалентных соединениях но сравнению с изовалентными (Sri.xCdxTi03 и Sri.xCaxTi03) можно связать с подавлением перехода в полярное состояние хаотическим полем «замороженных» дипольных моментов, возникающих в этих твердых растворах при зарядовой компенсации неизовалентной примеси. Установлено, что сегнетоэлектрический переход в CdTi03 при Т=77К является переходом первого рода, близким ко второму.

7. Впервые для исследования фазовых переходов в твердых телах применен метод гомодинной интерферометрии и продемонстрированы его преимущества.

Заканчивая рукопись я хочу поблагодарить всех, кто в той или иной мере помог мне в выполнении этой работы.

Я благодарен моему первому учителю Роману Васильевичу Писареву, давшему мне неоценимые уроки поиска подходов к решению научных задач и по инициативе которого в ФТИ были начаты исследования изменений преломления света при фазовых переходах в конденсированных средах.

Я признателен Владиславу Всеволодовичу Леманову за многолетнюю активную поддержку этой работы, в частности по исследованию индуцированных переходов в квантовых параэлектриках, и инициацию процесса оформления диссертации.

Я благодарен светлой памяти Георгию Анатольевичу Смоленскому за интерес к этой работе и ее постоянную поддержку.

В процессе работы исключительно полезным и плодотворным было постоянное обсуждение решаемых задач с теоретиками: Валентином Семеновичем Вихниным и на последних этапах с Олегом Евгеньевичем Квятковским.

Большую роль играло общение с высококвалифицированными коллегами из лабораторий института, работающими в этой области физики конденсированного состояния: Борисом Борисовичем Кричевцовым, Сергеем Борисовичем Вахрушевым, Наталией Николаевной Крайник, Львом Сергеевичем Сочавой, Сергеем Александровичем Басуном, Виктором Эриковичем Бурсианом и многими другими.

Сердечно благодарю моих коллег, нынешних и бывших аспирантов и сотрудников, выполнявших вместе со мной эту работу: Михаила Евгеньевича Гужву, Олега Юрьевича Коршунова, Надежду Николаевну Нестерову, Бахрана Нурмаматовича Шерматова.

Я благодарен Борису Сергеевичу Вчерашнему и Тамаре Михайловне Журавлевой за изготовление качественных образцов, а также Нине Васильевне Зайцевой и Нине Николаевне Сырниковой за проведение рентгеновских исследований.

Отдельно хочу поблагодарить светлой памяти механика лаборатории Дмитрия Александровича Ядренова за большой вклад в изготовление установок.

Хочу поблагодарить Павла Павловича Сырникова, Татьяну Александровну Шаплыгину, Веру Васильевну Красовскую и их сотрудников, которыми были синтезированы материалы, исследовавшихся в данной работе, а также сотрудников МГУ Валентину Ивановну Воронкову и Владимира Карловича Яновского за предоставление высококачественных образцов монокристаллов семейства KTi0P04, ОАО «НИИ Феррит-Домен» Веру Ивановну Ивашенцеву и ее коллег, вырастивших исследованные в работе ферриты-гранаты, Анатолия Алексеевича Бережного из ГОИ, предоставившего монокристаллы сегнетоэлектрических релаксоров.

Успешному выполнению работы во многом способствовал творческий дух, научный энтузиазм и повседневная помощь всего коллектива лаборатории «Оптических явлений в сегнетоэлектрических и магнитных кристаллах» и отдела «Сегнетоэлектричества и магнетизма».

Неоценимую помощь в оформлении диссертации оказали Лидия Ивановна Козуб и Татьяна Валентиновна Рогозина. Большую роль сыграло внимание к подготовке работы со стороны Роберта Васильевича Парфеньева.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Смоленский Г.А., Писарев Р.В., Синий И.Г. Двойное лучепреломление света в магнитоупорядоченных кристаллах // Успехи физ. наук.- 1975.- Т. 116, В.2.- С. 231-270.

2. Fousek J., Petzelt J. Changes of refractive indices of crystals induced by structural phase transitions // Phys. stat. sol. (a).- 1979.- V.55, №11.- P. 11-40.

3. Ferre J., Gehring G.A. Linear optical birefringence of magnetic crystals // Rep. Prog. Phys.- 1984.- V.47.- P. 513-611.

4. Markovin P.A., Pisarev R.V., Smolensky G.A., Syrnikov P.P. Observation of isotropic magnetic contribution to the refractive index of ABF3 type cubic crystals // Solid State Communications. - 1976. - V. 19, № 3. - P. 185-188.

5. Smolensky G.A., Pisarev R.V., Markovin Р.А., Krichevzov B.B. Isotropic exchange and higher-order anisotropic magnetic contributions to the refractive index of cubic magnetic crystals // Physica. 1977. - V. 86-88B. - P. 1205-1206.

6. Марковин П.А., Писарев P.B. Магнитное, тепловое и упругое преломление света в антиферромагнетике MnF2 //ЖЭТФ. 1979. - Т. 77, В. 6(12). - С. 2461-2476.

7. Кричевцов Б.Б., Марковин П.А., Писарев Р.В. Магнитное преломление света в некубических кристаллах // 20-ое Всесоюзное совещание по физике низких температур НТ-20: Материалы конференции Москва - 1979. - Ч. 2. - С. 165-167.

8. Кричевцов Б.Б., Марковин П.А., Писарев Р.В. Магнитное преломление света в халькогенидной шпинели CdCr2Se4 // ФТТ. 1980. - Т. 22, В. 10. - С. 3107-3113.

9. Pisarev R.V., Krichevtzov В.В., Markovin Р.А., Korshunov O.Yu., Scott J.F. Optical phenomena in BaMnF4 near its phase-transition temperatures // Phys. Rev. B. 1983. -V. 28, № 5. - P. 2677-2685.

10. Коршунов О.Ю, Марковин П.А., Писарев Р.В. Преломление света в сегнетоэлектрике с размытым фазовым переходом PbMgi/3Nb2/303 // ФТТ. 1983. -Т. 25, В. 7. - С. 2134-2140.

11. Кричевцов Б.Б., Марковин П.А., Петров С.В., Писарев Р.В. Изотропное и анизотропное магнитное преломление света в кубических антиферро-магнетиках KNiF3 и RbMnF3 // ЖЭТФ. 1984. - Т. 86, В. 6. - С. 2262-2272.

12. Pisarev R.V., Krichevtzov В.В., Markovin Р.А., Korshunov O.Yu., Scott J.F. Optical phenomena in BaMnF4 near its phase-transition temperatures // Ferroelectrics. 1984. -V. 56.-P. 99-102.

13. Gridnev V.N., Kizhaev S.A., Korshunov O.Yu., Krichevtzov B.B., Markovin P.A., Pisarev R.V., Scott J.F. Optical, dielectric and magnetic studies of phase transitions in BaMnF4 // Ferroelectrics. 1985. - V. 63. - P. 127-134.

14. Korshunov O.Yu., Markovin P.A., Pisarev R.V., Sapoznikova L.M. Thermooptical properties of ferroelectric lead scandium tantalate PbSci/2Ta1/203 with a different degree of ordering // Ferroelectrics. 1989. - V. 90. - P. 151-153.

15. Pisarev R.V., Markovin P.A., Shermatov B.N., Voronkova V.I., Yanovskii V.K. Thermooptical study of KTi0P04 family crystals // Ferroelectrics. - 1989. - V. 96. - P. 181-185.

16. Korshunov O.Yu., Markovin P.A., Pisarev R.V. Thermooptical study of precursor polarization in ferroelectrics with diffuse phase transitions // Ferroelectrics Letters. -1992.-V. 13.-P. 137-142.

17. Bianchi U., Markovin P.A., Kleemann W. Structural and ferroelectric phase transitions of Sri.xCaxTi03 // 20-th Spring Conference on Ferroelectricity: Proc. KTB/MLU -Guntersberge, Germany 1992. - V. 39. - P. 32-34.

18. Markovin P.A., Lemanov V.V., Korshunov O.Yu., Syrnikov P.P., Bianchi U., Lindner R., Kleemann W. Optical study of Sri.xBaxTi03 single crystals // Ferroelectrics. 1996. -V. 184.-P. 269-272.

19. Markovin P.A., Kleemann W., Lindner R., Lemanov V.V., Korshunov O.Yu., Syrnikov P.P. A crystal optical study of phase transitions in SrixBaxTi03 single crystals // J. Phys.: Condens. Metter. 1996. - V. 8 - P. 2377-2388.

20. Марковин П.А., Леманов В.В., Клееманн В., Бианки У., Линдер Р. Оптические исследования полярного состояния в монокристаллах SrixBaxTi03 (х=0.025) // Известия Академии наук, сер. Физ.- 1996.- Т.60, № 10.- С. 11-19.

21. Гужва М.Е., Клееманн В., Марковин П.А. Спонтанная фоторефракция в Srb xCaxTi03 (х=0.014) // ФТТ.- 1997. Т.39, № 4. С. 711-713.

22. Markovin Р.А., Lemanov V.V., Guzhva М.Е., Kleemann W. Refractometric study of polar ordering in Sr!.xBaxTi03 single crystals // Ferroelectrics. 1997- V. 199.- P. 121129.

23. Гужва M.E., Клееманн В., Леманов В.В., Марковин П.А. Критические концентрации в виртуальном сегнетоэлектрике SrTi03 с примесью Ва2+ // ФТТ. -1997. Т. 39, № 4.- С. 704-710.

24. Vikhnin V.S., Markovin P.A., Lemanov V.V., Kleemann W. Cluster model of ferroelectric ordering in incipient ferroelectrics-based solid-solutions // Journal of the Korean physical Society. 1998. - V. 32. - P. S853-S856.

25. Vikhnin V.S., Markovin P.A., Kleemann W. The origin of polar ordering in incipient ferroelectrics with weak off-center impurities // Ferroelectrics.- 1998.- V.218.- P.85-91.

26. Guzhva M.E., Lemanov V.V., Markovin P.A. and Shaplygina T.A. Ferroelectric behaviour and phase diagrams of SrTi03-based solid solutions // Ferroelectrics.- 1998.-V. 218.- P. 93-101.

27. Vikhnin V.S., Eglitis R.I., Markovin P.A., Borstel G. Self-ordered second-component Nb clusters in KNbxTaj.x03 solid solutions and their physical properties. // Phys. Stat. Sol. (b). 1999. - V. 212. - P. 53-63.

28. Vikhnin V.S., Blinc R., Pirc R., Kapphan S.E., Kislova I.L., Markovin P.A. A model of polar clusters in ferroelectric relaxors of PMN-type: polaronic and charge transfer effects //Ferroelectrics. 2002. - V. 268. - P. 257-262.

29. Марковин П.А., Писарев P.B., Хаецкий B.C. Изотропный магнитный вклад в показатель преломления в редкоземельных и замещенных ферритах-гранатах. //

30. Всесоюзная конференция по физике магнитных явлений: Тезисы докладов -Донецк 1977.-С. 159.

31. Марковин П.А., Писарев Р.В. Магнитное, тепловое и упругое прелом-ление светав антиферромагнетиках RbMnF3, MnF2, CoF2. // Всесоюзная конференция по физике магнитных явлений: Тезисы докладов Харьков - 1979. - С. 183.

32. Pisarev R.V., Markovin Р.А., Shermatov B.N., Voronkova V.I., Yanovskii V.K. Thermooptical study of KTi0P04 family crystals // The Fourth Japanese-Soviet Symposium on Ferroelectricity (JSSF-4): Abstracts -Tsukuba, Japan- 1988.- P. 171-172.

33. Pisarev R.V., Markovin P.A., Shermatov B.N., Voronkova V.I., Yanovskii V.K. Electro-optical study of KTi0P04 family crystals // The Seventh International Meeting on Ferroelectricity: Abstracts - Saarbrucken, Germany - 1989. - P. 339.

34. Марковин П.А., Писарев P.B., Шерматов Б.Н., Воронкова В.И. Исследование электрооптических свойств кристаллов семейства КТЮР04 // XII Всесоюзная конференция по физике сегнетоэлектриков: Тезисы докладов Ростов-на-Дону -1989.-Т.2, С. 52.

35. Markovin Р.А. A study of polar ordering in SrTi03-based solid solutions by optical measurements in structural and polar multidomain samples // Sixth Japan-CIS/Baltic Symposium on Ferroelectricity JCBSF-6: Abstracts Noda, Japan - 1998. - P. 59.

36. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика VIII. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982. - 620 с.

37. Стойбер Р., Морзе С. Определение кристаллов под микроскопом.- М.:Мир, 1974,280 с.

38. Агранович В.М., Гинзбург В.Л. Кристаллооптика с учетом пространственной дисперсии и теория экситонов.- М.:Наука, 1979.- 432 с.

39. Wemple S.H., Di Domenico М. Behaviour of the electronic dielectric constant in covalent and ionic materials // Phys. Rev. В.- 1971.- V.3, №4.- P. 1338-1351.

40. Burns G., Scott B.A. Index of refraction in "dirty" displacive ferroelectrics // Solid State Communications. 1973. - V. 13. - P. 423-426.

41. Burns G., Dacol F.H. Glassy polarization behavior in ferroelectric compounds Pb(Mg)/3Mb2/3)03 and Pb(Zn1/3Nb2/3)03 // Solid State Communications. 1983. - V. 48, № 10. - P. 853-856.

42. Сонин A.C., Василевская A.C. Электрооптические кристаллы. М.: Атомиздат, 1971.-328 с.

43. Нарасимхамурти Т. Фотоупругие и элекгрооптические свойства кристаллов. М.: Мир, 1984.-624 с.

44. Tsay Y.F., Bendow В., Mitra B.S. Theory of temperature derivative of the refractive index in transparent crystals // Phys.Rev. В.- 1973.- V.8, №6.- P. 2688-2696.

45. Bendow В., Gianina P.D., Tsay Y.F., Mitra S.S. Pressure and stress dependence of the refractive index of transparant crystals // Appl. Optics.- 1974.- V.13, № 8.- P. 23822395.

46. Tsay Y.F., Lipson H.G., Ligor P.A. The temperature variation of the thermo-optic coefficient of CaF2 // J. Appl. Phys.- 1977.- V.48, №5.- P. 1953-1955.

47. Вешневский В.Н., Кузык М.П., Стефанский И.В. Температурный коэффициент показателя преломления некоторых щелочно-галоидных кристаллов // ФТТ. -1975. Т.17. - С.320-321.

48. Feldman A., Horowitz D., Waxier R., Dodge M.J. Optical materials characterization Final technical report // National Bureau of Standards Technical Note 993.- 1979,- 71 p.

49. Di Bartolo B. Optical interactions in solids.-N.J.:John Wiley & Sons Inc., 1968.- 541 p.

50. Belanger D.P., King A.R., Jaccarino V. Temperature dependence of the optical birefringence of MnF2, MgF2 and ZnF2 // Phys. Rev. В.- 1984.- V.29, №5.- P. 26362643.

51. Писарев P.B., Шерматов Б.Н., Насыров А. Отрицательный истинный термооптический эффект в титанате стронция SrTi03 // ФТТ.- Т.28, № 11.- С. 3338-3341.

52. Zhu Shi-Yao, Chen Yin-Li, Fang Jun-Xin. Thermal effect of the refractive index caused by the electron-phonon interaction // Phys. Rev. В.- 1987.- V.35, №6.- P. 2980-2987.

53. Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел.- М.:Наука, 1974. — 352 с.

54. Geller S., Espinosa G.P., Grandall Р.В. Thermal expansion of yttrium and gadolinium iron, gallium and aluminium garnets // J. Appl. Cryst.- 1969.- V.2., Pt.2.- P.86-88.

55. Geller S., Espinosa G.P., Fullmer L.D., Grandall P.B. Thermal expansion of some garnets //Mat. Res. Bull.- 1972.- V.7, № 11.- P.1219-1224.

56. Sayetat F. X-ray powder diffraction at low temperature applied to the determination of magnetoelastic properties in terbium iron garnet // J. Appl. Phys.- 1975.- V.46, № 8.-P.3619-3625.

57. Klein P.H., Croft W.J. Thermal conductivity, diffusivity, and expansion of Y203, Y3A13012, and LaF3 in the range 77 + 300 К // J. Appl. Phys.- 1967.- V.38, № 4.- P. 1603-1607.

58. Schrama A.H.M. Hyperfine interactions in manganese doped repovskite fluorides // Physica.- 1973,- V.66, № 1.- P.131-144.

59. Gibbons D.F. Thermal expansion coefficients of manganese fluoride // Phys. Rev.-1959.- V.l 15, № 5.- P. 1194-1195.

60. Rousseau М., Nouet J., Zarembowitch Л. Interatomic force constants studies of AMF3 peronskite-type crystals (A = K, Rb, Mn, Mg, Ni, Co, In, Mn) // J. Phys. Chem. Solids.-1974.- V.35, № 8.- P. 921-926.

61. Aleksandrov K.S., Shabanova L.A., Zinenko V.I. Elastic constants of MgF2 single crystals // Phys .Status Solidi.- 1969.- V.33, № 1,- P. K1-K3.

62. Кикокн И.К. ред. Таблицы физических величин. М.: Атомиздат, 1976. - 1006 с.

63. Чистый М.А., Китаева В.В., Осико Н.Н., Соболев Н.Н., Стариков Б.П., Тимошечкин М.И. Молекулярное рассеяние света в гранатах // ФТТ.- 1975.- Т. 17, В.5.- С. 1434—1441.

64. Dixon R.W. Photoelastic properties of selected materials and their relevance for applications to acoustic light modulators and scanner II J. Appl. Phys.- 1967.- V.38, №13.- P. 5149-5153.

65. Jahn I.R. Linear magnetic birefringence in the antiferromagnetic iron group difluorides // Phys. Stat. Sol. (b). 1973. - V.57, № 2. - P.681-692.

66. Duncanson A., Stevenson R.W.H. Some properties of magnesium fluoride crystallized from the melt // Pros. Phys. Sos.- 1958.- V.72, Pt.6, № 468.- P. 1001-1006.

67. Анистратов A.T., Попов E.A., Безносиков Б.В., Коков И.Т. Оптическая дисперсия показателей преломления двойных галогенидов типа АВХ3 // Оптика и спектроскопия.- 1975.- Т.39, В.4.- С. 692-696.

68. Воронкова Е.М., Гречушников В.Н., Дистлер Г.И., Петров И.П. Оптические материалы для инфракрасной области. М.: Наука, 1965. -239 с.

69. Шавелев О.С., Бабкина В.А., Мальцева B.C. Термооптические свойства, коэффициент теплового расширения и показатель преломления алюмоиттриевого граната // ОМП.- 1973.- С. 30-31.

70. Уайт Р., Джебелл Т. Дальний порядок в твердых телах. М.:Мир, 1982. - 448 с.

71. Ivanov N.R., Levanyuk А.Р., Minyukov S.A., Kroupa J., Fousek J. The critical temperature dependence of birefringence near the normal-incommensurate phase transition in Rb2ZnBr4 // J. Phys.: Condens. Metter.- 1990.- V.2 P. 5777-5786.

72. Burns G., Dacol F.H. ВаТЮ3 as a biased paraelectric II Japanese J. Appl. Phys.- 1985.-V.24, Supplement 24-2.- P. 649-650.

73. Kleemann W. and Schafer F.J. Crystal optical studies of spontaneous and precursor polarization in KNb03 // Phys. Rev. В.- 1984.- V.30, №3.- P. 1148-1154.

74. Bhala A.S., Cuo R., Cross L.E., Burns G., Dacol F.H. Measurements of strain and optical indices in ferroelectric Ba0.4Sr0.6Nb207 : polarization effects // Phys. Rev. B.-1987.- V.36, №4.- P. 2030-2035.

75. Лайнс M., Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы. М.: Мир, 1981.- 736 с.

76. DiDomenico М., Jr. and Wemple S.H. Oxygen-octahedra ferroelectrics. I. Theory of electro-optical and nonlinear optical effects // J. Appl. Phys.- 1969.- V.40, № 2.- P. 720-734.

77. Смоленский Г.A. ред. Физика сегнетоэлектрических явлений.- Л: Наука, 1985.396 с.

78. Кузьминов Ю.С. Сегнетоэлектрические кристаллы для управления лазерным излучением.- М.:Наука, 1982.- 400 с.

79. Боровик-Романов А.С., Крейнес Н.М., Панков А.А., Талалаев М.А. Магнитное двупреломление света в антиферромагнитных фторидах пере-ходных металлов // ЖЭТФ.- 1973,- Т.64, В.5.- С. 1762-1775.

80. Боровик-Романов А.С., Крейнес Н.М., Панков А.А., Талалаев М.А. Магнитное двупреломление света в антиферромагнитных MnC03, CoC03, CsMnF3 // ЖЭТФ. 1974. - Т.66, В.2. - С.782-791.

81. Писарев Р.В. Магнитное упорядочение и оптические явления в кристаллах: Автореф. дис. докт. физ.-мат. наук Л., 1975. - 28 с.

82. Писарев Р.В. Поворот и деформация оптической индикатрисы кристаллов при вращении намагниченности // ФТТ. 1975. - Т.17,№ 5. - С.1396-1404.

83. Кричевцов Б.Б., Писарев Р.В. Двухподрешеточная модель линейного двупреломления в редкоземельных ферритах-гранатах // ЖЭТФ. 1978. - Т.75, В. 6(12). - С.2166-2172.

84. Меркулов B.C., Рудашевский Е.Г., Ле Галь А., Лейкерас К. Исследование двулечепреломления в гематите при наложении одноосного механического напряжения в магнитном поле // ЖЭТФ. 1978. - Т.75, В.8. - С.628-640.

85. Харченко Н.Ф., Еременко В.В., Белый Л.И. Индуцированное продольным магнитным полем понижение оптического класса антиферромагнитного кристалла // Письма в ЖЭТФ. 1978. - Т.28, В.6. - С.351-355.

86. Харченко Н.Ф., Еременко В.В., Тутакина О.П. Билинейное по ферро- и антиферромагнитному векторам двупреломление света в карбонате кобальта // Письма в ЖЭТФ. 1978. - Т.27, В.7. - С.466-470.

87. Писарев Р.В. Оптическая гиротропия и двупреломление магнитоупорядоченных кристаллов // ЖЭТФ. 1970. - Т.58, В.4. - С.1421-1427.

88. Писарев Р.В., Синий И.Г., Колпакова Н.Н., Яковлев Ю.М. Магнитное двупреломление света в ферритах-гранатах // ЖЭТФ. 1971. - Т.60, В.6. - С.2188-2202.

89. Харченко Н.Ф., Еременко В.В., Тутакина О.П. Магнитное двулучепреломление и доменная структура антиферромагнитного карбоната кобальта // ЖЭТФ. 1973. -Т.64, В.4. - С.1326-1335.

90. Боровик-Романов А.С., Крейнес Н.М., Пачес Н. Пьезоэлектрический эффект в MnF2 // ЖЭТФ. 1979. - Т.'77, В.6(12). - С.2477-2485.

91. Gehring G.A., Becker P.J., Jahn I.R. Birefringence in tetragonal antiferromagnets // Sol. St. Comm. 1975.- V.17, № 10.- P.1257-1261.

92. Gehring G.A. On the observation of critical indices of primary and secondary oreder parameters using birefringence // J. Phys. C: Solid State Phys. 1977.- V.10.- P.531-542.

93. Gehring G.A. Magnetic birefringence (invited) // J. Appl. Phys.- 1982.- V.53. № 11.-P.8152-8156.

94. Wachter P. Refractive index and dispercion of the curopius-ehalcogenides // Phys. Kondence. Materie. 1968. - V.8. - P.80-86.

95. Лейкин M.B., Молочников Б.И. Автоматические рефрактометры // ОМП.- 1973.-С.59-65.

96. Malcher R.L. Elastic properties of MnF2 // Phys. Rev. В.- 1970.- V.2, №3.- P. 733-739.

97. Melcher R.L., Bolef D.I. Ultrasonic propagation in RbMnF3. I. Elastic properties // Phys. Rev.- 1969.- V.178, № 2.- P.864-873.

98. Bierlein J.D., Arweiler C.B. Electro-optic and dielectric properties of КТЮРО4 // Appl. Phys. Lett.- 1986.- V.49, №.15.- P. 917-919.

99. Андропова И.А, Берштейн И.JI., Зайцев Ю.И. Предельные возможности лазерной микрофазометрии // Изв. АН СССР. Сер. Физ. -1982.-Т.46, №18.-С. 1590-1593.

100. Карташев А.И., Эцин И.Ш. Методы малых изменений разности фаз в интерференционных устройствах // УФН.- 1972.- Т. 106, В.4.- С.687-721.

101. Коломийцев Ю.В. Интерферометры. Л.: Машиностроение, 1976.-298 с.

102. Soltzberg L.J., Marion W.A., Judith E.L., Simpson E.L. Interferometric study of the solid-solid phase transition //Appl. Opt.- 1977.- V.16.- P.3206-3209.

103. Waxier R.M., Horowitz D., Feidman A. Precision interferrometer for measuring photoelastic constants // Appl. Opt.- 1977.- V.16, №1.- P.20-22.

104. Green F. Interferometric measurements of temperature coefficients of refractive indexes of optical glasses // Diekson J.H. edit. Optical instruments and techniques.-Oriel Press,- 1969. - P.189-198.

105. Мустель E.P., Парыгин B.H. Методы модуляции и сканирования света.- М.: Наука, 1970.- 132 с.

106. Телешевский В.И. Гетеродинные методы лазерной интерферометрии на основе акустической модуляции света// Измерительная техника. 1975.- № 1.- С.42-45.

107. Горелик Г.С. О применении модуляционного метода в оптической интерферометрии // ДАН СССР. 1952.- Т.83, № 4.- С.549-552.

108. ИЗ.Бруснин И.Я., Горелик Г.С., Пиковский С.А. Исследование колебаний, весьма малых по сравнению с длиной световой волны, посредством гармонического анализа модулированной интерференционной картины // ДАН СССР.- 1952.-Т.83, № 4.- С.553-556.

109. Берштейн И.Л. Об измерении весьма малых измерений разности хода световых колебаний // ДАН СССР.- 1954.- Т.94, № 4,- С.655-658.

110. Эцин И.Ш. Модуляционный метод измерения весьма малых смещений разности фаз в интерферометре // Измерительная техника.- 1968.- № 5.- С.24-27.

111. Nouet J., Zarembowitch A., Pisarev R.V., Ferre J., Lecomte M. Determination of TN for KNiF3 though elastic, magnetooptical and heat capacity measurements // Appl. Phys. Lett.- 1972.- V.21, № 4.- P. 161-162.

112. Becerra C.C., Shapira Y., Oliveria N.F.Jr. Crossover behaviour of the magnetic phase boundary of the low-anisotropy antiferromagnet KNiF3 // Phys. Rev. В.- 1978.- V.l 8, № 9.- P.5060-5064.

113. Hirakawa K., Hashimoto Т., Hirekawa K. Maghetic anizotropy of KCoF3 and KNiF3 // J. Phys. Soc. Japan.- 1961.- V.16, № 10.- P. 1934-1939.

114. Pisarev R.V., Ferre J., Duran J., Badoz J. Stress-induced and magnetic linear dichroism in the cubic antiferromagnet KNiF3 // Solid St. Comm.- 1972.- V.l 1, № 7.- P.913-917.

115. Safa M., Midgley D., Tanner B.K. Observation of antiferromagnetic domains in KNiF3 by x-ray topography // Phys. Stat. Sol. (a).- 1975.- V.28, № 2.- P.K89-90.

116. Teaney D.T., Freiser M.J., Stevanson R.W.H. Discovery of a simple cubic antifferomagnet: antiferromagnetic resonance in RbMnF3 // Phys. Rev. Lett.- 1962.-V.9, № 5.- P.212-214.

117. Teaney D.T., Morozzi V.L., Argyle B.E. Critical point of cubic antiferromagnet RbMnF3 //J. Appl. Phys. -1966.- V.37, № 3.- P.l 122-1123.

118. Golding B. Thermal expansivity in RbMnF3 near TN // J. Appl. Phys.- 1971,- V.42, № 4.- P. 1381-1382.

119. Shapira Y., Oliveira N.F.Jr. Crossover behavior of the magnetic phase boundary of the isotropic antiferromagnetic RbMnF3 from ultrasonic measurements // Phys. Rev. B.-1978.- V.l7, № 11.- P.4432-4443.

120. Matsui A., Walker W.S. Exiton and interband spectra of crystalline MnF2 // J. Opt. Soc. Arner.- 1970.- V.60, № 3.- P. 358-365.

121. Schrama A.H.M. Hyperfine interactions in manganese doped repovskite fluorides // Physica.- 1973.- V.66, № 1.- P. 131-144.

122. Okasaki A., Suemune Y. The crystal structures of KMnF3, KFeF3, KCoF3, KNiF3 and KCuF3 above below their Neel temperature // J. Phys. Soc. Japan.- 1961.- V.16, № 4.-P. 671-675.

123. Geller S., Gilleo M.A. Structure and ferrimagnetism of yttrium and rare-earth iron garnets//Acta. Cryst.- 1957.- V.10, Pt. 3.- P.239.

124. Geller S., Cape J.A., Espinosa G.P., Leslie D.H. Gallium-substituted yttrium iron garnet // Phys. Rev.- 1966.- V.148, № 2.- P.522-524.

125. Яковлев Ю.М., Генделев С.М. Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике. М.: Сов.радио, 1975. 360 е.

126. Landolt-Bornstein. Numerical data and functional relation-ships in Science and technology, Group III, band 4a, Springer,- 1970.

127. Geller S., Espinosa G.P., Grandall P.B. Thermal expansion of yttrium and gadolinium iron, gallium and aluminium garnets // J. Appl. Cryst.- 1969.- V.2, Pt. 2.- P.86-88.

128. Geller S., Espinosa G.P., Fullmer L.D., Grandall P.B. Thermal expansion of some garnets //Mat. Res. Bull.- 1972.- V.7, № 11.- P.1219-1224.

129. Sayetat F. X-ray powder diffraction at low temperature applied to the determination of magnetoelastic properties in terbium iron garnet // J. Appl. Phys.- 1975.- V.46, № 8.-P.3619-3625.

130. Bernal I., Struck C.W., White J.G. New transition metal borates with the calcite structure // Acta. Ciyst.- 1963.- V.16, Pt. 8.- P.849-850.

131. Diehl R. Crystal structure refinement of ferric borate FeB03 // Sol. St. Comm.- 1975.-V.17, № 6.- P.743-745.

132. Wolfe R., Kurtzing A.J., LeCraw R.C. Room-temperature ferromagnetic materials transparent in the visible // J. Appl. Phys.- 1970.- V.41, № 3.- P.1218-1224.

133. Новикова С.И., Обвивальнева А.А. Тепловое расширение фторида кобальта от 20 до 300 К. // ФТТ.- 1974.- Т. 16, В. 7.- С. 2055-2057.

134. Гайдидей Ю.Б., Локтев B.M. К теории хмагнитных вкладов в показатель преломления магнитоупорядоченных кристаллов // ФТТ.- 1978 Т.20, №6.- С. 1616-1619.

135. Fujiwara Т., Tanabe Y. Temperature dependence of magnon sideband // J. Phys. Soc. Japan.- 1972.- V.32, № 4.- P. 912-926.

136. Teaney B.T. Specific-heat singularity in MnF2 // Phys. Rev. Lett.- 1965.- V.14, № 22.-P. 898-900.

137. Еременко В.В., Беляева А.И. Поглощение света в антиферромагнитных диэлектриках // УФН.- 1969.- Т.98, В.1.- С. 27-70.

138. Brya W.J., Richards P.M., Bartkowski R.R. Application of moments to light scattering in antiferromagnets // Phys. Rev. Lett.- 1972.- V.28, № 13.- p. 826-829.

139. Masse R., Greenien. C. Etude des monophosphate du type M ТЮРО4 avec M = K, Rb, et T1 // Bull.Soc.fr. Miner. Cristalloger.- 1971.- V.94, № 2.- P. 437-439.

140. Воронкова В.И., Яновский B.K. Рост из раствора в расплаве и свойства кристаллов группы KTi0P04 // Неорганические материалы.- 1988.- Т.24, №2.- С. 273-277.

141. Zumsteg F.G., Bierlein J.D., Gier Т.Е. KxRbi.xTi0P04: A new nonlinear optical materials // J.Appl.Phys.- 1976,- V.47, №11.- P.4980-4985.

142. Belt R.F., Gashurov G., Liu Y.S. KTP as a harmonic generator for Nd: YAG Lasers // Laser Focus.- 1985.- V.21, № 10.- P. 110-124.

143. Tebo A.R. KTP carves crouwing frequence doubling nicht // Laser Focus.- 1988.-V.24, №.9.- P.28-36.

144. Александровский A.JI., Ахманов C.A., Дьяков B.A., Желудев Н.И., Прялкин В.И. Эффективные нелинейно-оптические преобразователи на кристаллах калий-титанил-фосфата// Квантовая электроника. 1985.- Т.12, № 7.- С.1333-1334.

145. Yao J.Q., Fahlen T.S. Calculations of optimum phase match parameters for the biaxial crystal KTi0P04 // J. Appl. Phys.- 1984.- V.55, № 1.- P.65-68.

146. Fan T.Y., Huang C.E., Ru B.Q., Eckardt R.C., Fan Y.X., Byer R.L., Feigelson R.S. Second harmonic generation and accurate index of refraction measurements in flux-grown KTi0P04 // J. Appl. Optics.- 1977.- V.26, №.12.- P. 2390-2394.

147. Воронкова В.И., Стефанович С.Ю., Яновский B.K. Сегнетоэлектрические фазовые переходы и свойства нелинейно-оптических кристаллов КТЮР04 и их аналогов // Квантовая электроника.- 1988.- Т. 15, №4.- С. 752-756.

148. Bierlein J.D., Ferretti A., Brimer L.H., Hsu W.Y. Fabrication of optical waveguides in KTi0P04 // Appl.Phys.Lett.- 1987.- V.50, № 18.- P. 1216-1218.

149. Tordjman J., Masse R., Guitel J.C. Structure crystalline du monophosphate KTiP05 // Zeit. fur Krist.- 1974.- V.139.- P.103-115.

150. Ballman A.A., Brown H., Olson D.H. Growth of potassium titanyl phosphate (KTP) from molten tungstate melts // J. Cryst. Growth.- 1986.- V.75.- P. 390-394.

151. Дамазян Г.С., Есаян C.X., Манукян A.JI. Выращивание и оптические свойства монокристалла КТЮР04 // Кристаллография.- 1986.- Т.31, №2.- С. 408-409.

152. Вшивкова Г.Д., Маслов В.А., Поливанов Ю.Н., Чузавков Ю.Л. Комбинационное рассеяние света на поляритонах и дисперсия показателей преломления кристалла КТЮР04 // ФТТ.- 1988.- Т.ЗО, В.12.- С.3550-3553.

153. Стойбер Р., Морзе С. Определение кристаллов под микроскопом.- М.:Мир, 1974.280 с.

154. Pisarev R.V., Farhi R., Moch P., Voronkova V.I. Temperature dependence of Raman scattering and soft modes in TlTi0P04 // J. Phys.: Condens Matter.- 1990.- V.2.- P. 7555-7568.

155. Колеснинкас B.A., Павлова Н.И., Рез И.С., Григас И.П. Диэлектрические свойства нового нелинейного оптического кристалла КТЮРО4 // Литовский физ. сборник.-1982.- T.XXII, № 5.- С.87-92.

156. Яновский В.К., Воронкова В.И. Электропроводность и диэлектрические свойства кристаллов КТЮР04 // ФТТ.- 1985.- Т.2, № 7.- С. 2183-2185.

157. Yanovskii V.K., Voronkova V.I., Ferroelectric Phase Transitions and Properties of Crystals of the KTi0P04 Family // Phys. Stat. Sol.(a).- 1986.- V.93, № 2.- P. 665-668.

158. Massey G.A., Leohz T.M., Willis L.Y., Johnson J.C. Raman and electrooptic properties of potassium titanate phosphate // Appl. Optics.- 1980.- V.19, № 24.- P. 4136-4137.

159. Bierlein J.D. Vanherzeele H. Linear and nonlinear optical properties of flux-grown KTi0As04 // Appl.Phys.Lett.- 1989.- V.54, № 9.- P. 783-785.

160. Яновский B.K., Воронкова В.И., Леонов A.P., Стефанович С.Ю. 1 Сегнетоэлектрические свойства кристаллов группы КТЮР04 // ФТТ.- 1985.- Т.27,8.-С. 2516-2517.

161. Bierlein J.D. Observation and poling of ferroelectric domains in КТЮРО4 // Appl. Phys. Lett.- 1987,- V.51, № 17.- P. 1322-1324.

162. Воронкова В.И., Гвоздодер P.C., Яновский B.K. Сегнетоэлектрическре домены в кристаллах КТЮР04 и RbTi0P04 // Письма в ЖТФ.- 1987.- Т. 13, В. 15.- С.934-937.

163. Loiacono G.M. Stolzenberger R.A. Observation of complex domain walls in KTi0P04 //Appl. Phys. Lett.- 1988.- V.53,№ 16.- P. 1498-1499.

164. Pisarev R.V., Kizhaev S.A., Jamet J.P., Ferre J. Optical birefringence, domain structure, and dielectric permitivity of KTi0P04 (KTP) at low temperature // Sol. State Comm.- 1989.- V.72, № 2.- P. 155-158.

165. Воронкова В.И., Шубенцова E.C., Яновский B.K. Сегнетоэлектрические и суперионные свойства твердых растворов на основе соединений группы КТЮР04 // XII Всесоюзная конференция по физике сегнетоэлектриков: Тезисы докл. Ростов-на-Дону.- 1989.- Т.2.- С.23.

166. Кижаев С.А., Смоленский Г.А., Таганцев А.К. Двумерный характер флуктуаций KMnF3 по данным диэлектрических измерений // Письма в ЖЭТФ.- 1986.- Т.43, В.9.- С.445-447.

167. Стефанович С.Ю., Иванова JI.A., Астафьев А.В. Ионная и суперионная проводимость в сегнетоэлектриках // Обзорная информация, сер. Научно-технические прогнозы в области физико-химических исследований: М.НИИТЭХИМ. 1989.- 77 с.

168. Цернике Ф.Ю., Мидвинтер Дж. Прикладная нелинейная оптика.- М.:Мир, 1976261 с.

169. Келих С. Молекулярная нелинейная оптика. -М.: Наука, 1981.-671 с.

170. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах.- М.:Мир, 1987.- 616 с.

171. Паташинский А.З., Покровский B.JI. Флуктуационная теория фазовых переходов.- М.:Наука, 1982.- 382 с.

172. Струков Б.А., Леванюк А.П. Физические основы сегнетоэлектрических явлений в кристаллах.- М.:Наука, 1995.-304 с.

173. Ema К., Ikeda Y., Katayama М., Hamano К. Experimental study of critical phenomena in TGS group ferroelectrics // J. Phys. Soc. Jap. (Suppl. B) - 1980.- V.49B.-P.181.

174. Cross L.E. Relaxor ferroelectrics // Ferroelectrics. 1987. - V. 76, № 1/2. - P. 241-267.

175. Cross L.E. Relaxor ferroelectrics: An overvew // Ferroelectrics. 1994. - V. 151, № 142. - P. 305-320.

176. Фрицберг В.Я., Борман К.Я. Фазовые переходы в сегнетоэлектриках со структурой перовскита // Уч. записки Латвийского гос. университета.- Рига, 1974.-99 с.

177. Смоленский Г.А., Прохорова С.Д., Синий И.Г., Чернышева Е.О. Манделынтам-Бриллюэновское рассеяние света в сегнетоэлектриках с размытым фазовым переходом // Изв. АН СССР. сер. Физ. 1977.- Т. 41, № 3.- С. 611-614.

178. Камзина Л.С., Крайник. Н.Н., Бережной А.А. Дисперсия электрооптического эффекта магнониобата свинца в видимой области спектра // ФТТ. 1973. - Т. 15, № 10.-С. 3011-3013.

179. Trepakov V.A., Amitin L.A., Kuznetsov A.I., Kholkin A.L. Vacuum ultraviolet reflection spectra of Pb-containing AB03 perovskites // Phys. Stat. Sol. (a). 1981.- V. 69, № l.-P. 425-429.

180. Камзина Л.С., Крайник. H.H., Нестрерова H.H. Аномальное поведение коэффициента поглощения света в монокристаллах магнониобата свинца в области размытого сегнетоэлектрического перехода // ФТТ. 1972. — Т. 14, № 7. -С. 2147-2150.

181. Chu F., Setter N., Tagantsev A.K. The spontaneous relaxor-ferroelectric transition of Pb(Scj/2Ta./2)03 // J. Appl. Phys. 1993. V. 74, № 8. - P. 5129-5134.

182. Prokopalo O.I., Raevskii I.P., Malitskaya M.A., Popov Yu.M., Bokov A.A., Smotrakov V.G. Peculiar electric and photoelectric behavior of lead-containing perovskite-type oxidees // Ferroelectrics.- 1982.- V. 45, № 1-2. P. 89-95.

183. Setter N., Cross L.E. The role of B-site cation disorder in diffuse phase transition behavior of perovskite ferroelectrics // J. Appl. Phys. 1980,- V. 51, № 8. - P. 43564360.

184. Камзина Jl.С., Крайник Н.Н. Механизм поляризационного отклика в релаксорном состоянии монокристаллов скандотанталата свинца с разной степенью упорядочения ионов // ФТТ.- 2003.- Т.45, В.1.- С. 147-148.

185. Камзина Л.С., Крайник Н.Н. Влияние электрического поля на перколяционный фазовый переход в монокристаллах скандотанталата свинца // ФТТ.- 2000.- Т.42, В.1.- С. 138-140.

186. Chu F., Reaney I.M., Setter N. Spontaneous (zero-field) relaxor-to-ferroelectric-phase transition in disordered Pb(Sc1/2Nb,/2)03 // J. Appl. Phys. 1995. V. 77, № 4. - P. 16711676.

187. Вахрушев С.Б. Процессы микроскопической перестройки структуры в сегнетоэлектриках с размытыми фазовыми переходами и родственных материалах : Дис. докт. физ.-мат. наук в форме научного доклада С. Петербург., 1998. - 86 с.

188. Vakhrushev S.B., Okuneva N.M. Evolution of structure of PbMgi/3Nb2/303 in the vicinity of the Burns temperature // AIP Conference Proceedings.- 2002.- V.626.- P. 117- 122.

189. Egami Т., Mamontov E., Dmowski W., Vakhrushev S.B. Temperature dependence of the local structure in Pb containing relaxor ferroelectrics // AIP Conference Proceedings.- 2003.- V.677.- P. 48-54.

190. Moriya Y., Kawaji H., Tojo Т., Atake T. Specific-heat anomaly coused by ferroelectric nanoregions in Pb(Mgi/3Nb2/3)03 and Pb(Mgi/3Ta2/3)03 relaxors // Phys. Rev. Lett.-2003.- V.90, №20.- P. 205901-1 205901-4.

191. Pirc R., Blinc R. Spherical random-bond-random-field model of relaxor ferroelectrics // Phys. Rev. B. 1999.-V. 60, № 19.- P. 13470 -13478

192. Gehring P.M., Wakimoto S., Ye Z.-G., Shirane G. Soft mode dynamics above and below the Burns temperature in the relaxor PbMgi/3Nb2/303 // Phys. Rev. Lett. 2001.-V. 87, №27.-P. 277601 (1-4).

193. Hirota K., Ye Z.-G., Wakimoto S., Gehring P.M., Shirane G. Neutron diffuse scattering from polar nanoregions in the relaxor Pb(Mg1/3Nb2/3)03 // Phys. Rev. B. 2002.-V. 65, № 10.- P. 104105(1-7).

194. Гвассалия С.Н., Душников С.Г., Сашин И.Л., Синий И.Г. Фрактоны в колебательном спектре релаксорного сегнетоэлектрика PbMgi/3Nb2/303 // Кристаллография. 1999. - Т. 44, № 2. - С. 284-288.

195. Горев М.В., Флеров И.Н., Бондарев B.C. Исследование теплоемкости релаксорных сегнетоэлектриков PbMgi/3Nb2/303 в широком интервале температур // ЖЭТФ. 2003. - Т. 123, В. 3. - С. 599-606.

196. Струков Б.А., Соркин Е.Л., Ризак В.М., Юшин Н.К., Сапожникова Л.М. Сравнительное исследование теплоемкости монокристаллов магнониобата свинца со структурами перовскита и пирохлора // ФТТ. -1989.-Т. 31, В. 10.- С. 121-124.

197. Гвассалия С.Н., Лушников С.Г., Мория Й, Кавайи X., Атаке Т. Фрактонный вклад в теплоемкость релаксорного сегнетоэлектрика PbMgi^Nb^C^ при назких температурах // Кристаллография. 2001. - Т. 46, № 6. - С. 1110-1114.

198. Vugmeister В.Е. and Glinchuk M.D. Dipole glass and ferroelectricity in random-site electric dipole systems // Rev. Mod. Phys.- 1990.-V.62, №4.- P. 993-1026.

199. Леманов B.B. Сегнетоэлектрические свойства твердых растворов SrTi03 PbTi03 // ФТТ.- 1997.- T.39, № 4.- С. 714-717.

200. Квятковский О.Е. Квантовые эффекты в виртуальных и низкотемпературных сегнетоэлектриках (обзор) // ФТТ.- 2001.- Т.43, В.8.- С. 1345-1362.

201. Miiller К.А., Burkard Н. SrTiC>3 : An intrinsic quantum paraelectric below 4 К // Phys. Rev. B.-1979.-V.19, №7.- P. 3593-3602.

202. Barrett J.H. Dielectric constant in perovskite type crystals // Phys. Rev.-1952.-V.86, №1 P. 118-128.

203. Migoni R., Bilz H. and Bauerle D. Origin of Raman scattering and ferroelectricity in oxidic perovskites // Phys. Rev. Lett.- 1976.-V.37, №17.- P. 1155-1158.

204. Chaves A.S., Barreto F.C.S. and Ribeiro L.A.A. Model for the low-temperature lattice anomaly in SrTi03 and KTa03 // Phys. Rev. Lett.- 1976.-V.37, №10.- P. 618-621.

205. Uwe Hiromonto and Sakudo Tunetaro. Stress-induced ferroelectricity and soft phonon modes in SrTi03 // Phys. Rev. В.- 1976.-V.13, №1.- P. 271-286.

206. Morf R., Schnneider R. and Stoll E. Nonuniversal critical behavior and its suppression by quantum fluctuations // Phys. Rev. B.-1977.-V.16, №1.- P. 462-469.

207. Schneider Т., Beck H. and Stoll E. Quantum effects in an n-component vector model for structural phase transitions // Phys. Rev. B.-1976.-V.13, №3.- P. 1123-1130.

208. Zhong W. and Vanderbilt David // Effect of quantum fluctuations on structural phase transitions in SrTi03 and BaTi03 // Phys. Rev. B.-1996.-V.53, №9.- P. 5047-5050.

209. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Теоретическая физика V. Статистическая физика.- М.: Наука, 1982. 580 с.

210. Hemberger J., Lunkenheimer P., Viana R., Bohmer R. and Loidl A. Electric-field-dependent dielectric constant and nonlinear susceptibility in SrTi03 // Phys. Rev. B.-1995.-V.52, №18.- P. 13159-13162.

211. Lawless W.N. Recent topics in ferroelectrics at low temperatures: quantum, vibronic, and glasslike properties // Jpn. J. Appl. Phys.- 1985. -V.24, №2. P. 94-98.

212. Леманов B.B. Фазовые переходы в твердых растворах на основе SrTi03 // ФТТ.-1997. Т.39, №9.- С. 1645-1651.

213. Bednorz J.G. and Mtiller К.A. Sr!xCaxTi03: An XY quantum ferroelectric with transition to randomness // Phys. Rev. Lett.- 1984.- V.52, №25.- P. 2289-2292.

214. Hochli U.T., Knorr K. and Loidl A. Orietational glasses // Adv. in Phys. 1990.-V.39, №5.- P. 405-615.

215. Wang Y.G., Kleemann W., Dec J. and Zhong W.L. Dielectric properties of doped quantum paraelectrics // Europhys. Lett. 1998.-V.42, №2.- P. 173-178.

216. Ионе Ф., Ширане Д. Сегнетоэлектрические кристаллы. М.: Мир, 1965. - 555 с.

217. Леманов В.В, Смирнова Е.П., Тараканов Е.А. Фазовая диаграмма системы BaTi03-SrTi03 // ФТТ.-1995.-Т.37, №8.- С. 2476-2480.

218. Lemanov V.V., Smirnova Е.Р., Syrnikov P.P. and Tarakanov E.A. Phase transitions and glasslike behavior in Sr,xBaxTi03 // Phys. Rev. В.- 1996.-V.54, №10.- P. 31513157.

219. Kleemann W., Kutz S. and Rytz D. Cluster glass and domain state properties of KTa03: Li // Europhys. Lett. 1987.-V.4, №2.- P. 239-245.

220. Glinchuk M.D. and Bykov I.P. Phase transitions in KTa03: Li+, Nb+, Na+ and their investigations by radiospectroscopy methods // Phase Transitions- 1992.-V.40.- P. 1-66.

221. Bednorz J.G. Isovalent and heterovalent ionic substitution in SrTi03 : Diss. deg. Dr. Nat. Sc. 1982. - P. 20-50.

222. Wang Y.G., Kleemann W., Dec J. and Zhong W.L. Dielectric properties of doped quantum paraelectrics // Europhys. Lett. 1998.-V.42, №2.- P. 173-178.

223. Bianchi U., Kleemann W. and Bednorz J.G. Raman scattering of ferroelectric Sri. xCaxTi03, x=0.007 // J. Phys. Condens. Matter 1994.-V.6.- P. 1229-1238.

224. Bianchi U. Glasartiges verhalten, ferroelektrizitat und photoinduzierte effecte in strontium-kalzium-titanat (Srj.xCaxTi03, 0 < x < 0,12) : Disser. Dr. rer. nat.-Deutschland.-1996.-159 p.

225. Biirgel A., Kleemann W. and Bianchi U. Optical second-harmonic generation at interfaces of ferroelectric nanoregions in SrTi03: Ca // Phys. Rev. В.- 1996.-V.53, №9.-P. 5222-5230.

226. Kleemann W., Bianchi U., Biirgel A., Prasse M. and Dec J. Domain state properties of weakly doped SrTi03: Ca// Phase Trans.- 1995.-V.55.- P. 57-68.

227. Itoh M., Wang R., Inaguma Y., Yamaguchi Т., Shan Y-J., Nakamura T. Ferroelectricity induced by oxygen isotope exchange in strontium titanate perovskite // Phys. Rev. Lett.-1999.- V.82, № п. p. 3540-3543.

228. Itoh M., Wang R. Quantum ferroelectricity in SrTi03 induced by oxygen isotope exchange //Appl. Phys. Lett.- 2000.- V.76, № 2.- P. 221-223.

229. Boatner L.A., Hochli U.T. and Weibel H. Phase diagram of ferroelectric potassium tantalate niobate (KTai.xNbx03) // Bericht der Fruhjahrstagung der Schweizerischen Physikalischen Gesellschaft 1977.- V.50.- P. 620-622.

230. Kleemann W., Schafer F.J. and Rytz D. Diffuse ferroelectric phase transition and long-range order of dilute KTabxNbx03 // Phys. Rev. Lett.- 1985.-V.54, №18.- P. 20382041.

231. Kleemann W. Random-field induced antiferromagnetic, ferroelectric and structural domain states // J. Mod. Phys. B.-1993.-V.7, №13.- P. 2469-2507.

232. Samara G.A. Glasslike behaviour and novel presure effects in KTai.xNbx03 // Phys. Rev. Lett.- 1984.-V.53, №5.- P. 298-300.

233. Samara G.A. Nature of the phase transitions in KTa03 with random site impurities // Jpn. J. Appl. Phys.- 1985. -V.24, №1. P. 353-360.

234. Mitsui T. and Westphal W.B. Dielectric and X-ray studies of CaxBaj.xTi03 and CaxSri xTi03 // Phys. Rev. 1961.-V.124, №5.- P. 1354-1359.

235. Dec J., Kleemann W., Bianchi U. and Bednorz J.G. Glass-like interacting off-centre Ca dipoles as probes of the «Coherent quantum state» in SrTi03 // Europhys. Lett. -1995.-V.29, №1.- P. 31-36.

236. Kleemann W., Schafer F.J., Muller K.A. and Bednorz J.G. Domain state properties of the random-field xy-model system SrbxCaxTi03 // Ferroelectrics.- 1988. -V.80.- P. 297300.

237. Malibert C., Dkhil В., Dunlop M. and Kiat J.-M. Structural studies of the disorderedsystems PbBxB 1хОз and Sr.xBaxTi03 // The second International seminar on relaxor ferroelectrics: Abstract book- Dubna, Russia- 1998.- P.52.

238. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978. - 792 с.

239. Квятковский О.Е. О природе сегнетоэлектричества в твердых растворах Sr^ ХАХТЮ3 и KTa,.xNbx03 // ФТТ. 2002. - Т. 44, В. 6. - С. 1087-1095.

240. Andrews S.R. X-ray scattering study of the random electric dipole system KTa03:Li // J. Phys. C: Solid State Phys.- 1985.-V.18.- P. 1357-1376.

241. Gehring P.M., Chou Henry, Shapiro S.M., Hriljac J.A., Chen D.H., Toulouse J., Rytz D., Boatner L.A. Dipole-glass behavior of lightly doped KTaixNbx03 // Phys. Rev. B.-1992.-V. 46, № 9.- P. 5116-5121.

242. Fujii Y. and Sakudo T. Interferometric determination of the quadratic electro-optic coefficients in SrTi03 crystal // J. Appl. Phys.- 1970.-V.41, №10.- P. 4118-4120.

243. Merz W.J. Domain formation and domain wall motions in ferroelectric BaTi03 single crystals // Phys. Rev.- 1954.-V. 95, № 3.- P. 690-698.

244. Park B.M., Chung S.J. Domain configurations in BaTi03 single crystals grown from high temperature solution // Ferroelectrics.- 1994.- V.157.- P. 27-32.

245. Forsbergh P.W. Jr. Domain structures and phase transitions in bariun titanate // Phys. Rev.- 1949.- V. 76, № 8.- P. 1187-1201.

246. Muller K.A., Berlinger W., Capizzi M. and Granicher H. Monodomain strontium titanate // Sol. State Comm.- 1970.-V.8, № 7. P. 549-553.

247. Басун C.A., Бурсиан В.Э., Вихнин B.C., Каплянский A.A., Марковин П.А., Сочава Л.С., Бьианки У. и Клееман В. Фотоиндуцированный перенос заряда в SrTiC>3 // Изв. РАН. Сер. Физ. 1996.- Т.60, №10.- С. 20-27.

248. Sugai Tokuko and Wada Masanobu. Single crystal growth and some properties of Cd2Ti205F2 and CdTi03 // Jpn. J. Appl. Phys.- 1979. -V.18, №9. P. 1709-1715.

249. Bersani D., Lottici P.P., Candali M., Montenero A. and Gnappi G. Sol-gel preparation and Raman characterization of CdTi03 // Journal of Sol-Gel Scince and Technology -1997. -V.8. P. 337-342.

250. Соколович M.Jl., Крамаров О.П., Проскуряков Б.Ф. и Экнадисянц Е.И. Приготовление и электрические свойства монокристаллов CdTi03 // Кристаллография.-1969.-Т. 13, №6.-С. 967-969.

251. Menoret С., Kiat J.M., Dkhil В., Dunlop М., Dammak Н., Hernandez О. Structural evolution and polar order in Sr!.xBaxTi03 // Phys. Rev. В.- 2002.-V.65, №22.- P. 224104-1 -224104-9.

252. Леманов B.B., Трепаков B.A., Сырников П.П., Савинов М. и Ястрабик Л. Полярное состояние в твердом растворе SrTi03 КТа03 // ФТТ.-1997.-Т.39, №10.-С. 1838-1840.

253. Фридкин В.М. Сегнетоэлектрики полупроводники. - М.: Наука, 1976. - 408с.

254. Dey Sandwip К., Lee Jong-Jan and Alluri Prasad. Electrical properties of paraelectric (Pbo72Lao28)Ti03 thin films with high linear dielectric permittivity: Schottky and ohmic contacts // Jpn. J. Appl. Phys.- 1995. -V.34, №6A. P. 3142-3152.

255. Sayer M., Mansingh A., Arora A.K. and Lo A. Dielectric response of ferroelectric thin films on non-metallic electrodes // Integrated Ferroelectrics.- 1992. -V.I.- P. 129-146.

256. Сочава Л.С., Бурсиан В.Э., Раздобарин А.Г. Ориентирование тетрагональных центров железа в КТа03 электрическим полем // ФТТ. 2000. - Т. 42, В.9.- С. 1595-1597.

257. Lemanov V.V., Smirnova Е.Р., Sotnicov A.V., Weihnacht M. Dielectric relacsation in SrTi03 -SrMgi/3Nb2/303 and SrTi03 -SrSci/2Tai/203 solid solutions // Appl. Phys. Lett. 2000. - V. 1, № 25. - P. 4205-4207.