Влияние фазовых структурных переходов на оптические свойства потрiйних халькогенидов металлов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

РГб ¡ibtOifcfiKKB ДКРМбЦИЙ УШВёРСИШ ím. íbcíuu 4'ii.niih.

Ii; |Цкии& (liftiiiiiiii Ü

Б f ГУН МИХАЙ/Ю .1 ВА1ЮВИЧ

Вплив -X'-ri о них структу1>ни>; -

кодгв на оптичш властиносп потр i йних хал^коген t дхв м<?т«ииь.

01.04.07 - Ф1знка твердого TiJia

а 1) т о р е ♦ е V a ï rhi:i!|)t(iuii iki здобутги пченого стцоды кандидата (Изикмитаитичиих тук

Hm и. ГШ

ГоОотя ииконана г; I петитут! ф!зики АН УкрнТпи Нпукоп! кер1вники:

доктор ф1зико-мятемятичник наук, профисор Блонський 1.В. кандидат ф1зико мате^птичинх наук Колевдрицький Д.Д.

0Ф1ШЙН1 отюненти: ' доктор'ф1зико-математичиих наук, прсфпоор Саячук А.И.; '1орн1пецький доржавниП ун1вврситст;

кандидат ф1зико-мзтвматиччих няук, доцент Крушельгащь ка Т.Д.; державний ун!верситот "Льв1всыса пол!тохн1кп".

Водуча орган!зад}я - Укгородсъкий держапнмй ун1ворппот.

Захист в1дбудотъся "ХО" ¿^¿г^АУ р. о____ год.

на зас1шш1 Спвц1ал1зовано1 Гада Д 068.26.05 1з захисту дноортицщ на пдоОуття вчпного г,тупонл кандидата ф!зико-мато-мотичпих наук при Льв1вськоыу державному ун1шрс:итет1 Тм.. Твана Франка за адресом:

2ЭОООЬ. ч. ЛЫ)1и. луд. Л'здлюоова, Н, Нолика ф{зичнл ау-дитор!я..

3 дцпор'плЦсю можна ознаПоыитися и науков1Й 01(3л1отоц1 ЛыЛвського доржун1верс1ттету ( вул. Ярагомпшжа, 0).

Антороффат роз 1 сланий гк^ р.

Лчений секретер Сиец1ал1зонэно1 Ради док-гор ф1зик1>-матеиатичиих

ниук, прсжЬссор А.Б.Носенко

Актуальность теин. Вчьчоння осоОдмьостей оптичпнх ъласти-

БООТоЙ СИЛЬНО ШЬчОТрОШШХ КрЦСТПЛ(И, 3}'МО ГШ) НИХ >; 1Ы1ГЛИ

отруктурними пор-чколами, е одн1«ю з ьктуалышх задач '1>!;:пки твердого Tt.ua.

.Як моделью. об'вкта для розв'лзашш п1сГ -задач! можуть Сути плкориотаи! монокристалл структурного типу пруститу 1 ша-рУВЙТ! КрИСТПЛИ типу ПваЗ«.,. ДОСЛ1ДЖи1П<Н ЦИХ ОПОЛуК 11|ГКЗ :1. -дне 1нтарво яи в паукокому, тпк 1 п практичному аспектах. итш характеризуются носдншшям р!зних ф!зичних иласл-иьостоймнно-часно в пап1ш1роь1дншсами 1 сегнотанлектриками, ылонЫть значною фотощюьШПетю 1 фото-а.р.с. Ззвдякн ианвиост! )уи ЙТОМ1В ЯОО Шф1п, ВНу'фЬиН! ИВ'ЯЗКН ЯКИХ силы'Пш1, н!к зпьнШн!, кристалИна гратка цих кристал!в при иоышх умонак СТН6 НЯОТ1ЙКОЮ, 1ДО ВОДО ДО ЬИШНШЙННЯ структурних фазових но -рчход1в ( ФП ), а, як наел (док, I аномил1й оптичних та 1шш властивостай.

Кр1м чисто паукового 1нтвросу, досл!джвння були СТИМУЛЫ)-' ван! . викарисгашям них кристал!в в акустооптиц! 1 оптоолект рон!ц1 як модулятор!в ( дефлекторов лазерного випром1нювшшя, сбредовшд для оптичного иштсу !нформацП.

Незважапчи на доенть зпачн! в1дм1нност! в кристалмшп структур! кристалл типу пруститу 1 ТИПУ Т1 йаЭвэ » в ню роа-л1иу<зтьс . досить подКЗна посл!довн1оть низькотемлературнъх 5И: фазовому переходу в низькосиметричну фазу ( як правило I роцу) иередуе ФН другого роду ( Ьгколи дек!лька таких переходов ) а утворвнням нвсп!вм1рнпт фази.

Сл1д в!дзначити, що л!тературн! дан! про структурн1 ФН в монокристалах типу Т10о5ва мають нэковний, фрагментарний, 1но-д1 протир1чивий характер 1 вимагають суттевого доповпоння. На-явшеть евгнвтоелвктри'тих ФП, фазових пвреход!в в несп1шл1рну фазу I схильн1сть таких структур до утворення пал^гиниих мо-днф1кац!й гюшшн! приводити до ряду особливостей в Ух ^Лаичьи, властивостях. Досл!джвння таких особливостей нредстанллить 1нтерес для встаноюшння фундаменталышх законом (рноствй фа:з< -

ЛИХ структур«!« переходШ, ЬГШЙЬу ptSHVTX ЗОШ1ИШ!Х fl'.flKTOptb HÖ х.нрак'1'ьр СП, можливосП здТПснотм мШкШтишшх переход iß, а такой сариядаь отворены» *твр1ал11» 1в шшервД аадаНйМИ .fcJiftü-тшчоста,'.и, що l вожлишм для науки I ть*н1ки.

Hfl доний час пничикй 1нт«рао вшсллкаютъ досл1джаннл ocort-лкьистай оптичнмх ' властьостей модулъованих фаз, як! угяорю-ються цря с'гр;.! ».турних шротюр^ннях ъ ан1зотрогсних 1юл1н!й:шх кристалах, зокрвма в upycr/Tt. Досл1джуючк пов'чрения ьлектри-MHriiitKvix хвиль в таких серйдошицах, ми одержуимо 1нформш1.!ю про мехен1э>.«» вэеемодПС св1тла э рачоьииою, поглиблюемо 1 роз-ширюемо наш! унилопн» про характер фьзошх лдрэтворонь, приводу м!жатомних сил'ьзаемодИ. З'Ивлого соку, одержан! ф!эичн! результат доаволяють дати рвкомендац!! по розробц! ирисцюТв упрьвл'ння просторовими 1 часовими параметрами онтичшх яро-mökIb, систем оптичкого зь'мзку, елвктрооптичшос приитроУв.

Мл га робот«. ОСНОВНОЮ МвТОЮ ДЭНОУ рОбОТИ С ВИБЧЙННЯ ОСО-

бливостой оптичких влаетивоствй no'j'p Шних халькоген1д1в, обу-MOBJiüHHX iiЛоbКО0№M!Ii»paТурНШП фйЭОВИШ сгруктуряиш переходами, вкшочаючи вивчоння ьгошву рИзннх. повн1шнгх фактор!в ( .наверно ощюм1шэнйя, 1нтаркзлтанля, включения домtuioK ! т.п.) на опгичн! ьластивост! цих матер!ал!в t характер структурно <№ в них.

Сформульована мета визначила постановку настутш. задач дисертац1ИноУ робота:

- вивчити характер ам!ни зонноГ структура криоталу пруститу при фазових пароходах;

- iipoböCT/ доел1дхоння ишща даФракцИ алектромьяПтиих хвиль на гюрЮдп-'ш5й'надотруктурt ь монокриетм х пруститу;

- провести детальна вивчешш кристалооптичних ьлвстиаос-тей кристал!в TiGaSa3 ь облает! нмзьких томнирятур;

- ЬИВЧйТИ МОКЯЙН!ОТЬ 1Н1Ц1ЮЬЬКНЯ структурных ФП ь монок-ристалах TiGas», за доломогою aoBHtisHlx фактор!в ( 1нтор1салю-ьання, зм1на х!м!чного складу ) i дослЦити luuihb цих факторгь на оптичн! I пру sali властавост1 кристшИв;

- досл!дити мохяивють запису i збернжбння гнфармяцП на иоверхн! зразк1в шаруватах кристал!в;

- ьивчати вшшв повурхнаооУ л«:>нрпоТ оорпякм на онтичн!

FuiftCTHJiOCTî J х.'фактор СП в ¡ларуватих кристялах типу ticqS., ;

- до^-Идити вшг:ш иол1тап:зму на характер ФП в кристалах •птпу îiGa5na I молшш'сть м!хатол Ггмтша ттеротворвнь в шос.

Ийукстн И<к»МГ4Мг1.

1. яви®* аномально? дифртиит ft жктромагкîtrux хлиль Hft п«р!одичн'й ладотруктур! в монокриитвдах ¡трустату зумоалаяе НйсТуПНИМИ 1фич'и.нныи: при суруктурнону C'II 1-го роду в крио-'гнлi утьорл»ч'ы;л иер!одачн! надструктури { поичровиЯ перороэ-под1л неконтрольованоТ дом!шки, Дб^вкт1в, «том!в срюла, як! яадяютъся лс-ьушкями для hocîîb заряда }. При осЫтлонн! крис-талу ов1тдом утьорюються заряди, як! кводнор!дао розггад!-ллэтьоя в криотал!, утворюычи гратки олектричного поля. Остан-hî, в свою чергу, BHa^iùoK елвктрооптичкого ефэкту модулюють показшж ззломлення свТтлэ, що i приводить до доррькцП OBÎ'Wkj.

2. Низлкотемператури! фазов! переходи суттево не вплива-ыть не збврезенил записано! оптичним методом на поаерхн! крис-талТв îH$opw<n t ï.

3. Структура! Ш в монокристалах пруститу легко !донти-ф!куються споктральиими методами, ьокрома, при досл!джеи>1!

■ зогоюГ структур.'. СП 1-го роду сулроводжувться розщеплеияям зони проьидноот! на дв! п!дзони.

4. Iciiye ыожгагв1сть г.м!нювати температуру структурша ФЛ в щтсгалпх tiШддяючи ïx поверхяов!Я лэзерн!Я обробц! з дов«янок> xpu.h1 , з;о в!дпов!дав облает! власного погли-нання матерtany; в них кристалах реал!зуеться 1ндукоьаш.л л.чзернт ишром!нювзгоям м1жпол1типний парех!д.

5- 1нтеркалввашя, а таком зам!щоння 'астини îouîb ti+ !онам!т Agv ¡з зночяо метни Johhkm рад!усом по приводить до появи нияькотомпвратуршпе ФП в кристалах riGas, . В то., жо чао так! Фактори досить сильно вшпгаають на ïx прукн! 1 оп-тичл! власгавоет!..

б. Екеитонний дублет в облает! краю поглинання криста-л!в ri Gos.a аумовлений Ыльними екситонами дюх р!зних пол!-тиШв, ;г<о входять до скля;„ досл!джуваних зразк!в.

Ирлктнчод nlnutcTfc. Результати досл!давнь оптичнше властивоет'зй пруститу 1 кристал!в типу tigoS»2 в облает! стру-

ктурних. Фазових переход^, а також впливу зовы1ши1х фактор 1 в на критичн! параметри ФП 1 ф1зичн! влаотивсст! досл!джувштх матер 1шиь мо-уть використовувэтися ггри poapoOnt пристроТл на ООНОВ1 цих матер!ал1в. Зокрема, 1нформац!я про вшшв фазових переход!» на зОережоШш записано! онтичними методами на noeepxul шарува.тих кристял!в !нформац!Г няобх!дна при викорис-тинн) цик матер!ял!в як нос]Ты 1пформ»щ11, а розультяти дос-Мджонч яввдв «номадьноТ дифракц!Т олект}к>магн1тшгх хвиль tipa ©i i-va роду в прустит t иоьиннI враховуватиоь при розробцТ онтичшгх модулятор!в 1 дефлектор!в на ochobI цъого мотер1влу. o«HORMi потжиння, як1 виносяться на'захйст: 1.Спосторежувяме явище дифракцП св!тла в кристалах пруститу при температурах, нижчих температуря 411 I роду, в насл1дком утвороння гюр1одично1 надструктури в нроцес1 ФП.

г. Сиектральним проявом ФП першого роду в прустит! о стрибкоподЮна зм!на ширини заборонено* зим I розщвнлення зо-ни щюв1дност1 на дв1 п!дзони.

3. Метод низькотвмпературкоГ екситонно! спектроскопЛ для досл1дкення фазових структурних, включзючи 1 м!жпол!типн1, переход! в в шаруватих кристалах типу tigoS«, .

4. Легування,1нтеркалювання, лазерна обробка - як способи модиф1кац1Т властлвостей I вгшшу на критичн! параметри ФП в нап1вгроь1дншшх-свгк9тоелектриках типу TtGas«a .

А»робач±» роболи,. Основы! результата дисертац1йно1 робо-ти допов!далися 1 обговорювглися на XI1" Всесоюзна конференцП по зегнетоелвктриках ( Ростов-на-Дону, 1989 ), ю М1жнародн!Я коиференцП з ф!зики кодценсованих середовищ ( Л!забон, 1990), X Шжнародому сем!нар! "Спектроскоп!« молекул I крисгал1в" ( Суми, 1991 ), XXII науково-техн!чн1й конференцП молодих доел !данк1в ( Харк!в, 1991 ), XX бврошйському^ конгрес! з мо-лекулярно! спектроскоп!I ( 3aí"pe6,l99l '), IV ВсесоюзнШ кон-форонцП "Застосування лазер!в в технологи ! системах передач! 1 обробки !нформац11" ( Ки1в,1991 ).

пуАп1кящи. За результатами досл!джень опубл!ковано 8 portlT.

Ст|»учтура i об'вн дйсврт«лц11 . ДиСврТВЦ!Я СКЛаДавТЬСЯ 3 "

встуяу, чотирьох роздШв ,висновк!в 1 списка цитовано!

в

л!тератури. Пона м!стить 135 стор!?юк машинописного тексту, ьключпючи 39 гмсушс1в 1 бЮлГох'рафт и 130 поэицЫ.

3 М Т О Т р о в о т и.

веху«, у HCTyiTt оогрунтовяка актуальнТсть вибраноГ теми, Мита ! ундач! досл!дхонь, показан! одержан! результата, основа! положении, 1цо виносятьси нк захист, а також .коротко такла-дений змГст розд!л!в дисертац!?.

ii^j.H.Mп роэдtn - огляд л!'Герату ри. на тему: "Структурн! фа-зов1 переходи ъ кристалах потр!йних халькоген!д!в 1 Тх. прояви в оптиц! I оаектроскопП", На. початку . розд!лу опдоана криетал!чна структура крлстялтп a33a«S3 ,! ticoF», ,як найб!льга характерних предстягапгк!в досл!джуваних клас!в матер!ал!в. Дальше роаглядаыться основа! характеристики низькотемлер.чтур-них фазошх. пёриХо;\1в, одержан! на основ! plsunx мотод!п досл!дашння, а тому числ!, кристалооптики ! екситонноГ спектроскоп!!'. ТТроанал1зован1 механ!зми нест;йкост! кристалГчло! гратки в доследования матеп!sлях. Показан! протир!ччя в результатах, одорконих р'знпми авторами при дс>сл!дж<нн(. фазоеих нореходtn а шаруватих кристалах. типу tigoS«, , í анал1зуються можлив! причини вшшкнення таких протир!ч.

другий рог.д1п м Ютить оютс йнтомитизованого спектрального комплексу, який використовувлгод при вир1шекн1 окремих задач, предстнвлеиих в робот!, л таком методики •оптичних I спектральних досл!джень. Розглянуто р!зн! спосоСи приготувяння зразк!в I Тх лазерно" сбробки.

Трчтт pon^iп прйсвячешй кристалооптиним досл!дженням ьтруктурнчх ФП в кристалах пруститу I TtGos»a .Приводиться результата досл!даеш> еволщ!Г коноскоШчних ф!гур ti gas»a в ши-рок1й температуря!й облает! а» до г-?л1йових температур, вклю-чаючн 1 область Юнування структур™* ФП. 11а основ! цих досл!джень одержан! температура! залежност! кутя 27 м1х' он-тичними осями. Анал!зуючи залежн!сть кутв 27 в!д температуря, васамгюред сл!д звернути увягу на наявн!сть критично" температурн -- Í06 К, при як!й стгостер1гадт.ься стрибкоподмна зм!на 2V, 1 яка в!длов!дае фазовому переходу в сегнетоелектричну

фиуу . ичипадю, по як?оно такий ремий вигляд оч1куеться 1 для темиррмгурноГ залежност! ваяичили коеф!ц!внта двозаломлення An , пний щюпорцШний куту Mix оптичними осями. Яалвкн1сть АЩТ) показу«, що фазовому переходов! в С!Ф в1дпов1дае р!зка эм*на дяного параметра, аналог1чно як i величшш 2К. ПаявнАоть стриСка Лгс ( як 1 кута ?.V ) дозволяв в!днести даний CT до переход1в j-ro рода. однак, не эвакаючи на дооить високу точ-MloTi- томпррэтурних вимГршань ( но б!льио 0,1 К ) в окол! ФП, н<> пдалося виявити температурного г1стеропису, який погашен мяти Mtene для фазових. переход1в т~го роду, ifä основ! наведения факт tв ми вроионуомо структурний ФП при 1Г1 = юб К в криеталах Ticas», квал/ф!кувати як фазовий порех!д нершого роду Олиэький до другого ( в л!тератур1 цей ФП вважакться пароходом 1-го роду.

Значяя увага прид1лвна вивчешш дифракцП св!тла на пер!одичн1й надструктур!, яка утворюеться внасл!док фазового переходу 1-го роду в прустит!. Суть спостережуваного нам явщя полягае в сл!дуючому: нкщо на пластинку монокристалу пруститу ;г - асзо у -зр!з1в нормально ,го його поверхн! падао пучок ölJioro неполяризованого св!тла 10 ( рис.' 1 ), то при температурах Т > 25 К за кристалом спостбр1габться т!льки один пучок св!тла ОР - так само ноляриэований 1 01лий ( за вийнят-ком поглянутоТ кристалом частини спектру ). Однак при охоло-дженнТ монокристал!чно1 пластинки шжче 25 К, кр!м основного пучка ОР, стри<Зкопод!бно випикають nie два. додатков! пучки 01*° 1 ОЕ>", в1дхилен1 в!д основного в протиленн! оторопи асимэт-ричяо НО р?37'1 кути Ф° ! af ( рис. 1 ). При пьому !ятенсгаш!сть основного пучка ОР ямашуетъея на 25-30% .

Ягацо основний пучок ОР при цьому залишаеться б!лим 1 не-поляриаованим, то в!дхилен! пучки роыкладаються в спектр я1д чергжого до зеленого св!тла ( св1тло з б1льш короткими довки-j"-' ,£И хвиль поглинаеться кристалом ) 1 поляризован! у тавмно перпендикулярних площинах.

Биявлено, що icHys пороговв значения напруженост! 8овн lnniboro електричного поля ( En ~ 8-ю4 + Ю5 В/м ), при якому в!дхилен! пучки зникають, а 1нтенсивн1сть пучка ОР зсИльшуеться на 25 - Э0% .

ГИ'!. i. Охм.ш млпиримонту для досл1дж£шня аномально! диФракцИ ьлвитромагШтша хвиль в монокрис: -талах пруститу.

На основг детальных досл!дкаш. цього явшца эапропонова-на теоретична модель, яка грунтуеться на припущонн! ггро утворення шр1одагчни:. надструктур ¡три ФП 1-го роду в криота-лах пруститу внасл1док пошарового перврозпод1лу неконтрольо-вано! дом!шки, дефект!в чи атом!в ср!бла. На основ1 запрпо-новано! мо до л 1 одерхан! матеыатшш! вирази, що задов1льно огшсують сиостережуване явще.

Одержану бксперш-енталько складну пер1одичну заложи1сть дифракцШюТ ефектлвност! Г) в!д з рЛдотанями м!ж максимумами ~ 0,003 ьпсм можна пояснити утворенням в кристал! при фа^о-вому переход! велико Г к!лькост! дифрйкцШдис граток, причому коглому максимуму Л. в1дпов!дае своя п-та гратка з ампл)ту-дою Апп 1 пер!одом Лп . На користь цього принущення св1дчать 1 спектральн1 розпод!ли дифрагованого пучка в залвжноот! в1д кута резстрацП ф ( кут м!к нормадлю до кристалу ! наирямом на щ!лину спектрального приладу ).

Знаючи м1н!мальний 1 максимальная кути в1дхилення дифрагованого пучка, ми визначили, що н 2сристал1 пруститу утьорю-ються гратки з нер!одами, як! знаходяться в можах о,7 - 2,5 мкм.' 1з дасперсШюГ залежност! дифрагованого пучка для тръох максимум!^ Яп = 573,7 ; 575,0 ; 578,0 нм були визначен! по-р!ода граток, р!вн! 0,975; 0,990; 1,030 нм в!дпов!дно.

В 1сютрогогаму випадку для дифракцШюТ гратки з пер!одом Ап , амшитудою модуляц11' гратки А пп 1 кут ом Брвгга 9о спектральну селективн!сть можно запмсати у вигляд!

Ап / (\-К )2в1п20 . у, )гвinгв ,

V "'ЬстяАг А -

п II П 11

де в = 270 мкм - товщина кристалу; ео = а = 24,8 .Ми перера-хували. спектральну селективн1сть дифракцП для трьох I краток а пер!одами Лп = 0,975; 0,990; 1,030 мкм . Найкраще сп!впадання розрахоьйяих кривих 1з експериментом мае при ампл1тудал

модуляцИ Дпп = 3,4-ю"4; 2,8-ю-4; 3.5-101* в!дпов1дно.

Доол!джена такозк температурна зчлекн!сть поканника дво-валомлечня пруститу в облает! структурних. ФП. Виявлоно цШй

ю

ряд особливостей и облает! температур 50 + бо к. Ран1ше ио-в1домлялось, що ь дан tfl температурит облает! в1дйувычтьг.и не один, а три фая~в1 переходи, причому в пром!жн!й облает] р»' ел t уу в' 1'ься стан HsentBMtpHoi Фп'щ. Вилвлен1 нами особливо-отI зилежност1 Ли (Т) при Т =■ ьо 1С, Т - Ъь К, V - 5Н К добр«-» уагоджукш.ен 1» емв такою кнрттмм и[ют1кшм <р\иовчк ¡¡l'P'îTtiOJ.i'îHb В Пру«:1 ИТ1. Одержан! 1!СИ Ч'иMiЮpfi'Pypl 1ИХ доол1джж нял нин'лника др.с.г1НЛ0МЛвШ1Я зри-Шв пруститу pianoT qilut.-THUÎÏ р"''.уЛЫ'»ТИ СВ(Д'чя(Ь llfAl 1'в, IV"' иийб1льш Ыдчутн! струи-■ryprit t пи li крйстал1, иов'яаиИ ri утниренням ue>nu IhMtpiii-Y фаии, й!дбу£г:ютьсл н шь^.и^шí YZ.

1» <|<»гмн|г>1'ну s>u:shíi.í ПрИВОДЯТЬСН p«:iyjibT!l'ÍH СП>>К ГрялЫШ*

Д0СЛ1ДЖвНЬ кристал!ь тину ПС.аЗ«.а t Пруститу. На ШЧЫ'КУ pon

д!лу viHJiîaymLCH снеьтри поглинання зразк1н пруститу риш.Л

opleii'jHiUÏ в облает! прямил 1 непрямих переход!в.Но основ 1 пил

досл1джеш> мокнг, пид!лити три т&мпоратурн1 обдает! а рЬнот

пор<5д!ниою 1С г 1 температурного коеф!ц1сша ширини заборонено?

зони с Ob' / Ът ).

е -,

В облает! зоо - 56 К ( ОЕ / ОГ )х ~ 0,4 m" et).'К ( Для

х -зр!зу ) 1 ( (ЭВ, / ОТ )7 * 0,16-Ю'3 еВ/К ( для л -зр!ау ), а при Т = 56 - 22 К в1доов1дно ( ОЕ / ЙГ ) » 0J-10"3 нБЛС 1 ( Ofi / ñT )v = 0,85>1СГ3 ев/К. Видно, ьдо при Т " 56 К темпер/, турний тоеф!ц!ент ширини заборонено? зони терпить стрибок Л ( 0Eg / ОТ )х = 0,3-Ю-3 еВ/К ( в!дпов!дао А ( дЕ& / ОТ -■ - о,75-ю"3 еВ/К ), в той час як Д Eg » о, причому для р1з~ hoï ор1внтац!1 зразка в!дносно св!тлово? хвил1 знаки дЕ / ОТ ) прошлежн!. Ц! фякти Шдтвердхують результаты доповнюючих досл1даень, як! теж св!дчать, шо при Г = 56 к в прустит! мае м!сце ФП другого роду.

Сл!д в!дм!тити такой, що форма краю як для прямих, так 1 для негфямих. переход 1в при цьому но зм1шовться. Однак, при ололоджони! кристалу нижче Т 49 К у випадку пряма* перехода для В i С на краю поглинання з'являеться структура, 1лтвн~ CMRHlcTb яко1 збТльшуеться при зниженн!' температура до 2?. К. Можна ирипустити, що в результат! структурного ФП в крастал! утппрмються дефекты, включения старо! фази, як! ! проявляться як максимуми на краю поглинання. Появп структури по зразу

IllCJlft фазового переходу II-TO роду, Й при 01ЛЬШ ШШЬК1Й Г ~ 49 К може бути iiiД1БьрАтоЮ1ям !снування в температурному 1нтервйл1 56 + 49 К „есп!вм1рнЛ фази .

Експариментально вилыюно, що при Т ~ '¿г К Е аб1льшу-вться стриОкоиодЮш, ¡гричс.му величина стрибка и сервдньому plbHB AEg * 0,04 еВ незанвжно в!д ор!внтяц!Т oct С ыдносно напряму попшрення. овПлоьоТ хиил!. Правда, дня г -aplay АазАввз при Т < го К мае м!оцо поляризац1йне роащиплення заборонено! зони, причому А В ^ 7-ю~3 еВ. Стрибколод1бна зм1на Eg проходить з тЧстерезисом величиною 4,0 > 0,5 К. Во! ц1 результата п!дтверджуют.ь 1снування в прустит1 при Т ~ 22 К структурного фазового переходу 1-го роду.

Значно м1сцв в цьому роэдШ вtдаедвно швчешии ьюзшшо» ст! 1н!ц1»вання фазоьих переход!» в к-ристалах тюа$а , да так! ньретворения, на в1дм!ну в!д !нших шаруватих кристал!ь цього класу, не вилвлан!. 3 ц!ею метою проводили™ ;ш»ькотомшратур-н! досл!дження краю фундаментального ноглинання крпстнл1н TiGosa, 1нтеркальоваюис граф!том, а також твердого розчину аам!щення окладу Ti0g6Ag0, oiGaS? .

Одержано снактри' ноглинання досконалих за структурою 1 1Ш'0рКйЛЬ0ВаШ1Х ГрЯф!ТОМ эразк!в TIGaSa при р!зних томтшрату-pax. Видно, що в результат! Штеркалювашш в спектр! ноглинан-ня иоряд si смугою крайового екситона Л ( \ - мь им ) пояь-ляатъся ноьь широка смуга гаусово! формя I ( \ ъ fioo нм ), п якою ! сл.!д зв'язуьати зм!ну аабарвлоння кристалу, що споете-р!гавться в!зуально.

Вдалооя нстановити роль Штеркалхшашя в зм!н! пружних нластивостбй кристаЛу. Зокрема, з факту збШ'юння у внпалсу !нтчркальопаних кристал1в коеф!ц1внта (Ш^/dT можна доститньо обгрунтолано стверджувати, що м!жшаровий зв'язок ослаблений. Причина цього - «кранування !нторкялянтом ван-двр-ваальс1ьсь-коУ м!жшарово! взпвмодИ.

Оок!льки виявити екситош! стали в оптичних спектрах нам не вдалося, то доя ношуку моаливих ФП в ti0 а4rjass використовувалиоь метода побудови !зоабсорбцШых кривих 1 Д0СЛ1ДЖ9ННЯ аномал!й правила ¿рОаха ( для а < юоо см"1 край оптичж. о ноглинання добра описуеться |фввилом Урбаха ).

Ввадаеться, :Ц0 край опричного поглинання описунться нрп-рилпм Урбяха, ягацо мяв м.Юце заложи1сть: _

а - а0 ехр | -Щ^- ( Пт - Е0 ) }

л1, а - коуфЩ1«нт поглинання, о( Г ) - параметр,яний характеризуй розмиттн крою, причому

2кТ Тп>

Т > - °о № < ТЯгТ >

Гут о0 - константа, яка харвкторнзуе влектрои(вкситои)-фононну ьзаемод!ю, - внерг!я ефективного фонона . При

п1дсутност? структура х иеротворень в кристалах прям! 1п «(г) .для р1зних температур мають одну точку зб!шост1 з координатами о0 I 2?0, о крива о( Т ) мае монотонней характер.

Проведен! досл!джекня краю Урбаха показали несхкинють Т1> т,о с«005« низькотемпературних структурких )»ре-тьорень1

Виявлеж) осоодаш!сть залажноот! о (Г), а самэ ниэькв значения 0,65. Оск!льки цой параметр визначавться силою олектрон-фоногаюГ взаемодП ( а0 = то такэ гшзьке значения як би засв!дчуволо про поляронн1сть електроштк ■ джень. Подобна законом!рн!сть споствр1г&лася рян!шо I для пятого ТР Т1ххп,х1 ! аргумеятовано пов'язувалась !з статнч-ним роэупорядкувянням гратки, а кэ даша.м^'пнр-т гратковими ефектами. Под10п1сть одержяних результат^ дач нам Шдстави гов' рити про вплив на формування довгохвильового хвоста оптич-ного поглинання ТР т10 „^бав., статичного розупорядку-вагам гратки, зв'язаного !з нерегулярним розпод!лом 1оп!в

д0м1шки.

Поковано, шо досл!джуван! втоптан па структуру ( !нторка--лювання, включения дом!шково! компонента ) к: п^нводять до' появи ФП.

Доел1джувались особливост! екситошш. спектр!в поглинання кристал!в тюоз*, 1 типва . /.оказано, що складна структура спектр!в крабового поглинання гчоЗ», , як 1 в багатьох 1нших шярувятих кристалах,. вумоале* а пол1тии1пмом.

Спектри поглинання кристал1в Tic«s»a, одержат при доел!--дженн! pinmix rmtn нряак!в, суттчво р1знятьоя м1ж собою - у випадлу одного тшту эразк!в обида! смуги неполяризопчв:,'в другому - поляризован! у взавмно перпендикулярных напрямкчх. В1'уювfjfHt спектри екситоиного поглинання зразк!в порою г 1 друх'оГ групп представлен! на рис. г ( в!диов1дно крив! 1 1 з). ochorhb BtjiMlHHiaTb Mix цими спектрами, кр!м реакнН

цих смуг in &м1ну цоляризвцП св!тла, поляпт в спШЛдношетш! 1ПТеНСИВН0СТвЙ довгохвильп^оТ ( & 582 им ) 1 короткохвильг.-во! ( Л., ^ 575 им ) смуг.

Якщо природу спостерекувяного екс;>тонно1 дублет я </,■'.> i 592 нм зв'язувати з полtтип1омом, то при цьому нообх1д1?о н!д-м1тити моклив1сть !снувашш двох р!зши; вар!ант!с ирирсди окситошшх збудаонъ: а) В1льних екситон!в р1зних пол!тип!.1>, як! позначно ( ~ ю меВ ) в!др!зняються по oneprll, ! б) в!-, льних. екситон!в 1 екситон!в, локал!зованкх на нав»дених пол!-тип1змом дефектах гратки ( меж! розд1лу р1зних пол1тип Iв, но-рушення иосл1довност! чергуввння р!иних шар!в впдовж основно! кри<'талограф!чио1 ос! 1 подМних ). «раховуючи, що онорПп лок,чл!зац1Т значно менша енергП зв'язку н1льних екситон1в, в!дм1чен1 два тигш екситонних збуджень легко роэд!лити за характером Тх температурного эагасышя. Зв1дси - одняковий темп температурного загасання смуг 575 1 50? нм, що спостер!-гавться експериментольно ( рис. 2, спектри 2' 1. 2" ), дав п!дствву пов'язувати Тх приеду з в!льними екситонами р1зних пол1гип!в TiGaSo, . При цьому в!дносна 1нтенсмьн1сть ОКСИТОШШХ смуг безпосередньо 1нформуе про сп1вв!днои«ння мае р1з-них пол!тип!в в нанрям1 поощрения св1тлового променя.

Спектральн! доол1джо1шя кристал!к Tiins3 показали неко-ректн1сть застосування правила Урбаха для гдентифПсацП струк-турних ФП в кристалах, як! мають р1зний пол1типний склад. Для таких матер!ал!в температурний х!д параметра нахилу краю поглинання , аокрема його монотонний спад з температурою в областях 1снування певно!. фази, вступая в протир!ччя з виразом, який отасуз залезга!сть о( Г ) в модел!, запропонованШ Уроа-хом. Таку аномальну повед1нку параметра о можна нонснити тим, що край С1ГГИЧНОГО поглинання ■ Tiinsa фармуеться смугпми погли-

Рис. 2. Спектри крайового екситонного поглинання р!з-них тип!в зразк!в тюав«,.

Спектр 1- араэкм групп I пр* Т=10 К, 1'I 1"'- те ■ V двох орт огон алыш* полярмаац1лм ; г.пвхтря 2" I 2"'- эра»ги групп X при Т=ВО К) сп»*тр 3-эраэки групп II при Т=10 К..

нання крайовил ккситокТв рКчних палГгиШн, темдапчтурн! характеристики яких неоднаков! ( про це снХдчить зм!на етруктури омуги в кои тонного поглшшнми а температуре« ), то, и1д1К>в1д"0, t параметр о будо включвти в собо вклада в!д екситон-фонон-но1 взабмодП, яка характеризуя р!зн! гюл1типи. Некоршстн!сть микористшаш. правила Урбаха дли пристав п insa доказун 1 той факт, що для температур нижчь юо К прнм! in а (Е) наря-лвлЬ)11,тоГго точки зб1жност1 не !снуе.

В цьому роздШ приведен! тйкож результати досл!джень впяииу лазерного онром!нення ня оптичн! власгавост1 криотач!в tuns„ i tiн облает 1 отруктурних фазових переходtu. Важлиье м!сцо займае обговорошя !ндукованого лазерним онром!-нениям м1жнол1титшого переходу, який мае м1сце в кристален

tigas«a .

OCIIOHlll 1'ЕаУЛЬТАТИ I виснонки.

На завершения оформулшмо основн! висноьки диоертацШноТ роботи:

1. фязовий горвх !д i-1'o роду в прустит! супроводкуетьси яншц'.-м аномально! дифракцП я.лек'фомалз!тних хииль, яка в1дбуваяться на пер!однчн!й надструктур!, ¡цо утворювтьоя в мо-нсжрио-гал! в процвс! СП.

?.. Монокристал1чн1 зразки TiGas»a мать склодау лол!тикну структуру. Екситоншй дуб.,¡от в облает! краю ноглинання зумоляений в1льними окситоиами двох. р!зних нол1тип!в, що влидять до склада зразк1й.

'}. Поверхнева лаьврна обрюбкп монокрлотял!чних зразк!в TiCaS«a можо зм!ю&вати крнтичн! параметр« фазових переход!в, в також !ндукувати мЬакШтнпний горех1д в цих кристалах.

4. Низькотемиературн! фазов! переходи суттево не шигиваютъ на збережикня зяниооноТ оптичнич методом на поьорхн! крж:тал1н ХнформацП.

5. Нвище пол!тип!зму н!д1грые вакливу роль у формуванн! онтичти властияоствй швруватих кристал!в тину tiPaS«a , а тякож тттяв на характер ! крнтичя! параметри структурних ФП в цих матерlanax.

ti. Сичктрялииш Прольем ÍH Т-14) роду 1» /Vi iAwS j OTj lói.o IMfllúlúl 'vIMtilü ¡¡¡ИрИПИ ЗиПОрОИмНОТ золи г риздошюння ООНИ про-нШюст! lift ,4Bt uljuaouw.

uchgbhI результат дио.фтац1Т »ayojifкопалt в п робо'шх.

1 .Бропип М.С., Вайса Д.Ф., fl.lt., КшеиЩицта

Д.Ц., Кулщхгв H.D., Гомт U.V., Мькросойа U.U., Личшюа U.U. Оитичеогие снсйотна модулировании* ij.an в мглющметлллах прустита.// XXVI Воесо^ьная конференции по t згнотоьлактричйотну, г Л.- Ростов-на-Дону, 19И9. - С. 1W.

■¿.Bponwi ti.С., Райей Д.Ф., Бигун ПЛ., Колеидрнцаый Д.Д., KyziVLipä« 11.В., Pn.ivL U.V., Hohjaumjöh И.!/., Личиида ll.il. Оптические модулировании* фяа н монокристаллах пруо-

титт.// llóhco'iKii AÍI С<Х;Р, сер. физическая. - 1990.- 54, I 1. -С. 664' - 667.

3. Braiin U.S., ВIU.Т., Kolencirttnkti D.D., !lc>bum I.Yu., NelTancmi I.Л. The peoularitiaa of the optioai propertieB of proiibt.itfj nuap phase tranait i они. // 1011 ¡ 0. tiaral Coníerenoa of the Condensed Mattel" Division. - "hieben, l'ortu--gal, April 9-12, 1390. ~ P. 1 ú\¿.

4. БлснскиЛ И.О., Цигун U.U., Колеиорицкий Д.Д. Особенности поглощения ceñí a крт:галлов!TI G¡uSa, интеркалироваины* -фитом.// XXII Научно-техническая конференция молодик послед ■ Btiгилей. - Хлрисок, 20 - 24 мал, 1991- - С. 9-10.

5. Вигун ¡i.И., Питаний И.О., Гусейнов Г.Д., Колешу ¡иц-mäl Д.Д. Влияние инифкплировшгия на спектры поглощения кристаллов TIUoS»2.// У4Ж. 1991. - 36, МО. - С. 1325-1328.

о. Пленений II.В., Бигун U.U., БйОпцюШ И.В. йли.чпье лазерного оллуч.жия па оптические свойстве слоисто-иеиочечиы! нолуп|«во;шнкоь. // IV Всесоюзная конференция "Применение лазе-(j..ü е тезшологии и системах передачи и обработки информации" -Кие Ii, ;•) окт.Юпи, 1991. С. 95 -'96.

7. [ПспякИ i.V., fílgunU.l., KolemiritJktl D.D. I'hанв tranií i I. ioiifi in f[ifti)tiv.f,;oopy of inl.eivui 1 At. ml oryetaln with Vnn-

tiei-WaalB bonde.// «Г. of Holeo. Struot. - 1992. - лея. p. 221224.

8. БлоисыаЛ Г.Р., Б1еун M.I., Бобицысий Я.В., КоленО-рицыша Д.Д., Нвщхшова I.V., Галан I.D. Вплив лазерного опро-MtHôHHA на оатичн1 характеристики TiGaS«a.// УОТ. - 1992.- «7, J*6. - С. 909 - 913.