Явления переноса и динамика решетки при фазовых переходах в сегнетоэлектриках-полупроводниках типа Sn2P2S6 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукопису УДК 537.226.4

БскатсЯ Олександр Олешодраш

ЯВИЩА ПЕРЕНЕСЕНИЯ І ДИНАМІКА ГРАТКИ ПРИ ОАЗОВИХ ПЕРЕХОДАХ В СЕГНЕТОЕЛЕКТРИКАХ -НАПІВПРОВІДНИКАХ ТНПУ

Спеизльшсть 01.04.10 - фгапа нгяшпрсзідниан» та діелектриків

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття нзухооого стуткга кгнвидата фшш» • ыахемзго'шнх науа

На правах рукопису УДК 537.226.4

Бокготеіі Олександр Олексаплроопч

ЯВИЩА ПЕРЕНЕСЕННЯ І ДІШАМІІСЛ ГРАТКИ ПРИ ФАЗОВИХ ПЕРЕХОДАХ В СЕГНЕТОЕЛЕКТРИКАХ -НАПІВПРОВІДНИКАХ ТИПУ

Спеціальність 01.04.10 * фізика напівпровідників та діелектриків

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико » математичних наук

Дисертацією с рукопис

Робота виконана на кафедрі фізики напівпровідників і в Науково дослідному інституті фізики та хімії твердого тіла Ужгородського державного університету

Науковий керівник: доктор фіз.-мат. наук, професор Внсочанський Ю.М

Офіційні опоненти: доктор фіз.-мат. наук, професор Герзашп 0.1.

доктор фіз.-мат. наук В лох Р.О.

Провідна організація: Інститут фізики конденсованих систем

НАН України

Захист відбудеться “20” лютого 1997 р. о 14°" год. на засіданні спеціалізованої Вченої Ради К 15.01.05 при Ужгородському державному університеті за адресою:

294000, м. Ужгород, вул. Підгірна, 46.

З диссртаціао можна ознайомитися в бібліотеці Ужгородського державного університету (м. Ужгород, вул. Капітульна, 21).

Автореферат розіслано січня 1997 року.

Вчений секретар Спеціалізованої Вченої Ради К 15.01.05 Доктор фіх>мат. наук, профе£

БлещашД.1.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

А;дуальппгп> темп. Для фіззжи кристалів важливим є співставлешш теряодішамічіпк, «гіктгапи та динамічних властивостей, сукупність іщіх лає поону інформацію про досиджувані об'єкти. Такій аналіз с основою для обгрунтованих висновків про спостережувані закономірності та ефекти і е,, зокрема, ефективним при вивченні структурних фазозих переходів. Зручними для досліджень с власні одшзісш сегнетоелектрики, для яких, як правило, чітко виражені зумозлені фазовими переходами аномалії фізичних зластішостей і одтоиично ідентифікується фізична реалізація параметра порядку переходу. До такого класу сегнетоелектриків відносяться кристали тішу ЗпгРгЗб, які володіють комплексом ефехтизгеїх для практичного ззстосузтння піро* та п’єзоелектричних, електрооптичних та фоторефрахгтаїпк параметрів і дозгод.'ПСїь досліджувати взашний вплив сггаетоелєетрнчиих і напівпровідникових ефектів, залежність характеру фазових переходів від хімічного складу твердих розчішів, кроссовери а крішяігііі поведінці фізичних властивостей при наближенні до точки Ліфшішя і трихрзшрпюі точки на діаграмі станів. Для вказаних кристалів досить повпо вивчені [І] термодинамічні характеристики, різшши кзтодамя гизчаласз дш^удка гратки. Також виконані попередні дослі2Сг.-гішя кінетичні» зягстквостсй > тгплопрозівіості та елеятрозрозідності. Таким тином, наявні достатні підстави для порізаїлького аналізу гкомзлігі заштичішх, термодинамічних і динамічних властивостей криеталіз при фазових пзргзгодах.

- дослідженні температурішх залежностей коефіцієнта теплопрозідвосп по різних кристалографічішх напря?.осах для кристалів

з

твердих розчинів в системі 5п(РЬ)2Р25(8е)І} з метою ідентифікації аномалій при фазових переходах між різними фазами (пароелектрична- вествмірна-сегиетоелекгричиа) та при різних температурах (в масштабі температури Дебая), з'ясуванні природи аномалій теплопровідності шляхом співставленій даних про тепловий опір кристалів з відомостями про аномалії їх термодинамічних характеристик та динаміку гратки і оцінки ролі різних складових часу релаксації розсіювання тешюнесучих фононів;

• вивченні температурній залежностей термостимудьованих струмів і електропровідності для кристалів 5п2Р25е<„ РЬ2Р25« і РЬ2Р25с<, та

з'ясуванні причті зміни умов перенесення заряду в цих напівпровідниках при фазових переходах;

- вивченні методом комбінаційного розсіювання світла температурної залежності спектру низькочастотних оптичних коливань гратки на прикладі кристалу 5п2Р2Б6 і співставленій зв'язаніг; з фазовим переходом аномалій динамічних та термодинамічних . властивостей одновісного сегнетоелектрика.

Наукова новизна. На пршсіаді сегнетоелектриків - напівпровідників типу 5п2Р256 досліджені і співставлені температурні залежності кінетичних властивостей та динаміки гратки, встановлені кореляції аномалій кінетичних, термодинамічних характеристик кристалів в околі структурних фазових переходів, які узагальнені в слідуючих положенням, то виносяться на захист:

1. Для напівпровідникових кристалів БпгР^б, Бп2Р25Єб, РЬ2Р2$„ та РЬ2Р25еб температурна залежність електропровідності визначається процесами активації дефектів з близькими по величині значеннями енергії активації в центроснметричній фазі. При переходах в нецентросиметрнчну фазу внникас обумовлена спонтанно» поляризацією температурна залежність енергії активації.

2. Для сєліетоелектричшпс кристалів системи 5п(РЬ)2Р25К$е)б з плоскою гілкою м'яких оптичних фоконіа в околі структурних фазовкх

переходів типу змішенім, що відбуваються при температурах менших потроєної температури Дебая, спостерігається, широкій! мінімум на температурній залежності коефіцієнта теплопровідності. Зменшення тешіопрозідності до мінімальної величшш поблту температур переходів в основному зумовлене зниженням середнього значешія групової швидкості короткохвильових ахустігчшк фотонів внаслідок їх лінійної взашодії з м'якими оптичними фононами.

3. Для власного одиовісного сегнетоелектрика SfyPiS,, в сегигтселгктричиіЯ фазі температурна заленсю'сть часток! м’якої оптичної коди корелюс з температурною поведінкою параметра порядку фазогого переходу і її діелектричній вхлзд суттєво відхиляється від закону Кюрі - Вейсса для статичної діелектричної проникливості внаслідок низькочастотної дисперсії коефіцієнтів в рівнянні руху для параметра порядку, що зумовлена його елапрострихційним зв'язком з пружними дафорхшахмя.

fltwirtmna ninntrn» ecfomi полягає в тому, що отримані відомості про закономірності зміни теятературпеї залежності коефіцієнтів теплопрезідзюсті та елгктропревіднссті моиохристалів в системі Sn(Pb)2P2S(Se)6 можуть бути зостосозаиі при оітпімізації фунхціоиальних параметрів піроелектричних та гїезоелехтрнчіпіх елементів, ємнісних термометрів нз основі досліджуваних сегнетоглехтрнхіз - напівпровідників. Запропонований в роботі підхід до аналізу аномалій теплопровідності сегнетоелектриків в сетяі фазових переводів може бути застосований при йивчешгі механізмів теплового опору в інших кристалах.

Аярабяаіа робот. Основні результат роботи доповідались на; Українсько * Польсхій і Східноєвропейській школі по сегнетоелектриках і фазових переходах (Ужгород, 1994); VIII науково - технічній конференції “Химия, физика и технология халькогелидов и халькогалогегащоа” (Ужгород, 1994); 8-th European Meeting on Feiroelectricity (Nijmegen, 1995 ); International Autumn School - Conference for Young Scientists "Solid

State Physics: Fundamentals. Applications" (Ужгород, 1995); ХХП International School and Ш Polish - Ukrainian Meeting on Feroelectrics Physics (Kudovva Zdroj, Poland, 1996), 7-му Міжнародному семінарі по фізиці сегнетоелектриків - напівпровідників (Ростое-на-Дону, Росія, 1996), наукових конференціях Ужгородського державного університету (1989 -1996).

Публікації.

По матеріалах дисертації опубліковано 11 друкованих робіт.

Автор дисертації приймав безпосередню участь у досяіхкетші електрофізичних властивостей, теплопровідності і фононних спектрів кристалів, та в інтерпретації єкспергздентальних даних. Основні положення, що виносяться на захист та висновки дисертації належать автору.

Структура І об'гм дисертаційноїпоботи.

Дисертація складається із вступу, чотирьох глав, висновків і списку літератури з 161 найменування. Вона містить сторінок машинописного тексту, 56 малюнків.

Зміст роботи

Перша глава містить огляд літературних даних по структурі і фізичних властивостях кристалів типу Sn^Se,. Проаналізовані експеримегггаш.ні дані про динаміку гратки кристалів Sn2P:S6 і SroPjSeb, яка досліджувалась методом кепружксго когерентного розсіювання теплових нейтронів. Ці дані співставлені з результатами спектроскопії комбінаційного розсіювання світла та ультразвукових досліджень для відпсвідіаос кристалів. Огаіса:»;і використані б роботі методики експериментальних досліджень електропровідності, театопровідкості та комбінаційного розсіювання світла-

У другій глапі приведем результати досліджень електропровідності кристалів системи 5п(РЬ)гР25(5е)* а широкому температурному игтервалі. Показано, що температурна залежність електропровідності для сегнетоелектриків типу ЗпгРгБ* носить активаційний характер. Для встановлення механізму переносу заряду і причин аномальної повеліти електропровідності прн структурних фазових переходах (ФП) в кристалах системи 5п(РЬ)гР:5(5ек застосований метод термостимульовшшх струмів. Для кристалу БогР^б визначена енергія активації центрів захоплення. На основі експериментальних даних показано, шо аномалії електропровідності при ФП а кристалах Бп^РгБ* обумовлені зміною енергії ахтиваиії носіїв заряду внаслідок виникнення спонтанної поляризації.

Третя глава містить результати досліджень температурних залежностей коефіцієнта теплопровідності Х(Т) твердих розчинів БпгР^Зсо з5в (РЬо^ПобЬРА та (РЬозЗпоЛРгБев в широкому температурному інтерзалі та для різних кристалографічних напрямків. Співставлені аномалії ка температурних залежностях коефіцієнта теплопровідності в околІ ФП, які мшоть різшіЯ характер і відбуваються прн різних температурах (в масштабі температури Дебая ©о). На мал. І проілюстровано таке співставлення для напрямку [ 100] отриманих раніше [2} залежностей Х(Т) для кристалів потрійних сполук із системи 5п(РЬЬРі5($ек, а також для скла БпЛЗєі з результатами наших досліджень для твердих розчинів. Всі залежності на площині X - Т рогсмішені в межах області, що знаходиться нижче кривої Х(Т) для кристалу РЬгРіБб, та вище кривої Х(Т) для скла 5п:Р28вб. Остання крива характеризує мінімально можливе значення теплопровідності Для сполук досліджуваного типу, оскільки в склі довжина вільного пробігу короткохвильових фононів обмежусться розміром зони структурної кореляцій шо близький по величині до 5-10 А. При високій температурі (Т > 400 К) залежності А.(Т)

для всіх досліджуваних кристалів і скла наближаються до значення 0.5 Вт м'1 К-'.

2.5 —і 1— 4

2.0 * 4 4 * ** »» *

« 1.5 І ’* ‘Ч

н е і т * ‘п * а * “

•< 1.0 “в*"*»»

0.5 Її.. •«» ** , 9 • • * * *

0.0

♦ *

І_____

ЮС 150 200 250 300 35С* Т, К

Мал і. Температурні залеазгосп косфішскта івиюсрзаивості кристалів системи 5п(РЬ),Р;5(5^ в напрямку [100]: РінРА - ж, 5ліР25б - *» , РЬ.-Р^ - О , 5п:Р>$Єб - Д, Баз.б-ЬРД, • ©. Б^Р^ (скло) - » . * В .(РЬо_'5п0.і);Р:Веь - О .

Цей факт являється безпосереднім свідченням про тс, що температурна залежність коефіціскта теплопровідності кристаліа типу $п:Рг54 при Т > 20с відхиляється від закону Ейкша внаслідок шгяшгиня середньої довжини вільного пробігу І теплонесучнх фононів ДО МШМХШІОЇ еелігашш. В наближенні Дебая можемо вважати [3): 1 » 1/3 (Ср ^ 1) , де Ср -ізобарична теплоємність кристалу. Як відомо, 3 * V,,-, т, де т і - середні значення часу життя та групозої швидкості фошніа. Згідно спектроскопічних даних для кристалів тішу ггріі Т-300 - 400 К т-1(Г12 сек, тобто спостерігаються харастерш для фононів значення т. Для

і

дослйксузаіпк кристалів нзязні нгамсоенергетігші плоскі гілхи оптичних фононів. ІІей фагг зумовлює суттєву роль лінійної взаємодії короткахвшшЕих опптокіх фоиояіз з ахуспгешми фсі(иіїзміі.“Відцгтозхуггння” Д’гсперсійшсс фокогашх гілок є причішою шкбго значенім у^для фсіганіз, що вносять оскозиїй з клад в перенесегшя тепла Зигіііпяпи лгс мст.тагаісп» rmcmrni наявність мінімальних ишень для 1.

З врахуванням рЬшя механізмів розсіюзання фононів (вплив дефсхтіа, розсіювжша на границях кристалу, а-'спрмоїшм гратки, вклад М'ЯЗСІХ ОПТИЧНИХ фоіГОНІВ В ТЄГІЛ02ИЙ опір) а наближенні суперпозиції оберненій час і а релаксації для різних механізмів розсіювання [3] з зіпсористалшм параметрів :срксталу Зп>Р2Зб промодельозана аномалія температурної залежності коефіцієнта тешгопрозїдкості ЦТ) в околі ФП другого роду. Тахог: співставлені результати розрахунку "регулярнзГ залежності ЦТ) і ежспгриьгяітальні дані для кристалу РЬ2Р:5б- На під стазі порішити ехсперга%!ітьшоі та розрахованих залеясностеЯ зрсблеїшй вшюеся, аго при переході від одній сполуки до іншої величина теплового скору змнзостьсч з оекоглгсму Ь*за з?.я!Сі фонсн - фоноішої

ЕЗГК7-:0Д!Ї.

Із співстазлегап заяегскостгй ЦТ) (мал. 1) такояс слідує таю пі важливий висновок: в околі температур ФП ДЯя всіх кристалів коефіцієнт теплопровідності звапнується до мінімальної ВЗЛНЧКШ 0.5 Вт m ’FC1. Tschm Ч5ЯЮМ яскраго прсашисться зростання алггрмокізму кристалічної грзгхи, туу.сзлїп? струхтурлт! ФП. Перша*; єліо, шшрнхяад, залежності ЦТ) для кристалу Pb2PjSeA в якому відсутні ФП, та кристалу (Pbo:Snoe)2P:Se6 з ФП другого роду із пярзглектріг-яіої в песігізмірну фазу при Tj -160К. Відношення шп залежностей (мал. 2) ілюструє суттєве зменшення теплопровідності кристалів при наближенні температури до точи і ФП. Значні аномалії ЦТ) спостерігаються тзкояс прн ФП другого

роду із параслектрнчної фази в сегкстофазу (Т0) для (РЬочЗпобЪРгЭб, та при ФП другого роду {Т,) в окаті точки Ліфшиця для Зп^Р.ЧБеоэБотк-

Мал.2. Зумомена нммістю фаюаого переходу аномальна частина залежності Х(Т) ала кристалу (РЬ^п,,,)!?^

Спільні риси аномалій теплопровідності при т>к ФП в досліджуваних кристалах слід>ючі: •аномалії охоплюють широкий температурній! інтервал, тобто зумовлений ФП енгармонізм динаміки кристалічної гратки суттєво проявляється при І Т„(Т,) - ТІ ~То(Т,);

• зумовлене фазовими переходами зменшення Х(Т) майже лінійно залежить від |То(Ті) - ТІ Цей факт корелює з температурною залежністю частоти м'якої оптичної моди: о* - І Т^Т.ЬТ І .

Звертається увага на наявність додаткового теплового опору в неспівмірній фазі кристалу Еп^Р^е*,, який вішнкаг скачком при переході першого роду (Те) із сегнетофази в НС фазу.

Наявність широкого мінімуму на температурній залежності коефіцієнта теплопровідності в околі температури структурного ФП типу зміщення інтерпретується як результат суттєвого Зниження середнього значення групової швидкості теплонесучих акустичних фононів при Т -» То(Т,). Літературні дані про результати досліджень динаміки гратки кристалів 5пгРгБб і Б^Р^е* методом когереіггного розсіювання театових нейтронів підтверджують можливість саме такої причини зростання теплового опору в цих матеріалах. Адже для еюшшіх сегнетоелектриків

типу змішенім наявна досить плоска м'яка оптична гілка При Т-» Т0(Т,) П частота зменшується у всій області хвильових векторів - від 0 до я™,. Внаслідок взаємодії оптичної гілки фононів з акустичними останні трансформуються і отримують більш “пологу” форму. При цьому зменшується групова швидкість короткохвильових акустичних фононів угар

Для ілюстрації можливості виникнення суттєвої температурної залежності застосована модель Дворжака [4], шо описує лінійну

взаємодію оптичної та акустичної гілок фононів Частоти взаємодіючих мод

фонона, а = а^Т - Т„), с - пружній модуль, р - густина ш - ефективна маса атомів сеглетоактивної підгратки кристалу, а - постійна взаємодії оптичного та акустичного фононів.

Температурна залежність групової швидкості фононів з “нижньої” гілки ет (я) отримана з наведеного вище співвідношення як у=<1тЛя. Для оцінки залежності у(Т) використані характерні для кристалу 5п:Р256 параметри [І): с ~ З ІО10 Н м'2; т - ІО24 кг; р = 3.9 ІО"1 кг м"3 ; ат * 1.6 106 Дж м Кл'К'1; а ~ 10* м'1 сск"* кг* Розрахована температурна залежність групової швидкості фононів з вітки ю.(я) при я = О.Зя™, (мал.З) підтверджує припущення про зменшення середнього значення швидкості короткохзильооих аку стичних фононів при Т -+ Т„.

На підставі співставлення результатів досліджень кінетичних і термодинамічних властивостей, а також динаміки гратки кристаїів типу 5піРг$* зроблений висновок, що спостережувані аномазії коефіцієїгга теплопровідності при фазових переходах з різним характером в основному визначаються суттєвою температурною затежністю середнього значення

[— - частота акустичних фононів, т. = - частота оптичного

її

Мгл.З.Темпгратурка залежність групосо: швидкості акустичних фоиркіз.

о ги а «в «а Т-Т* К

групової швидкості короткохвильових акустичних фононів, яка зумовлена лінійною взаємодією гілок акустичних фононів з м’якою оптичною +гілкою, частота якої зменшується при наближенні температури кристалу до Т0 чи Ті-

У четвертій главі пригедзні результат дослігокеш, трансформації нгоькочастотннх спектріз комбінаційного розсізсгешія світла для кристалів БпзРгБб у широкому інтервалі температур. При аналізі враховується фактор зосеягності фононних сганш. Спектри сприйнятливості Х"((о) подішесться ва лореїщові спектральні шпури (мал. 4).

Для найбільш шзькоспєргетїічної спехтраяшзі смути чітко Еїіділяєтьса температуриш хід параметрів, частота м'якої сотшкої мода пошекуетьея від 43 см1 гіра 77 К до 7 см'1 біта температури ОП. На пріаелзді кристалу ЗпгРгЗб встановлена кореляція татзрахуряо! ззлааосгі дшгмічнзк та статичних властивостей власного сепізтссшстраха: інтегральної

інтенсивності розсіюваного світла і теплоємкості; добутку частот низькоенергегочних поЕноснмстрнчких оптичних мод сегизтофазн та параметра порядку ФП. На основі цих даних ігідтЕсрджешШ висновок про те, шо для кристалу наявний ФП типу задшгння другого роду,

близький до трихритично! точхи (ТЕСТ) на діаграмі стану.

Мая.4. Подія спектрів Х"(о ) «а лореиисяі контури при різних температурах. К: 85 - 1; 280 - 2; 310

- З, 325 - 4; 336 - 5; 373 - 6. Стрілхою вказані положення максимума спектральної лінії м'якої мода.

Встановлено, шо діелектричний вклад

повиосиметричних отттнчтпс мод сегнгтсфази, пхлючгючи м'яку оптичну моду, не погоджується з законом Кюрі

- Вейсса, спостережуваним для температурної залежності стичної діелектричної прогакогості. Прігашою

такого розходгкешїя с суттєва чагтопіа дисперсія коефіцієнтів в різішші руху для параметра порядку, шо зумо&лека значною величиною взаємодії спомташої поляризації з пруисніми деформаціями, а такояс близькістю фазозсго переходу другого роду до ТКТ.

Темкературіга залежність добутку квадратів частот ш2то. позносімгтрітгаа поперечних оптичних мод сегяетослектричної фази кристалу в сколі тріпфігпічіюї точки визигчасться сумою двох складових * лінійно! і керенгзої по (Т0-Т). В загальному випадку для ФП другого роду, шо знаходиться поряд з ТКТ на діаграмі стеку, можемо записати

О2 =Петго —0^(7;-7)+З.Д.ч? +—•/*? +5-гъ\

і с

.4 «о

О.ОГ1

(тут <*т,Р.Г' коефіцієнти термодинамічного потенціалу,с* с,ц-пружні модулі, г *= - елементи тензора електрострихшї). Це співвідношення в

сукупності з виразом для температурної залежності статичного значення параметра порядку /?„ дозволяє розрахувати температурний хід частоти “ефектнаноГ’ м'якої моди в сегнетофазі кристалу. Використані отримані при аналізі термодинамічних властивостей кристалу значення [1]:

сет - 1-6 ІО'ДжмКіЛС1; р ~ 7.4 10* Дж м’Кл**,'у ~ 3.5 !0'° Дж м’Кл'6; с ~ З 10ш Н м'г; г - 6 Ю9 Дж м Кл'г. Розрахована залежність П2(Т0 -Т) якісно погоджується з експериментальними даними (мал. 5).

Мал.5.

Таким чином, якщо температурна залежність статично! діелектричної сприйнятливості в

наближенні середнього поля задовільняє закону Кюрі ? Вейсса (є1 - (Т,-Т)> як при ФП другого роду, так і в окоді ЛИСТ, то температурна поведінка квадрату частоти м'якої оптичної моди (або сукупності мод однієї симетрії При врахуванні їх лінійної взаємодії) в околі ТКТ пропорційна (Т0-Т)0> і відображає температурну залежність параметра порядку.

З використанням експериментальних даних про теплопровідність і теплоємність для кристалу $ПгР& виконана оцінка вкладу термодинамічних флуктуацій в квазіпруятс розсіювання світлаРозрахунки погоджуються з експериментальними даними мандельштам * бріллюенівського розсіювання світла для сегметофа|и БпгРгЗб.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

1. Дослйзшіі температурні залехяюсті електропровідності та

термостгмульокши струмів для кристалів БпгРгВ*, РЬ;Р^6 та

РЬіРзЗвб. Встановлено, шо а цетросиметрігшій фазі вказати нгпівпровідяїшз електропровідність зумовлена лктігаашсю дефектів, енергія активації блтьха для всіх сполук і не залежить від температури, Аігомалії електропровідності при переходах у сепгстоелектріїчну фазу обумовлені перенормувакням енергії активації спонтанною поляризацією кристалів.

2. Досліджена температурна залежність коефіцієнта теплопровідності монокристалів твердій розчинів Зп2Рі(5е,5).,)6, (РЬу5пі.у)гР:8<; тз (РЬ^Бп,. у)2Рї8Єб вздоюк різник кристалографічних напрямків. Віжонатій аналіз їеплопрозід!гості з уражанням різних складовік часу релаксації р<ясііова»!йя теплокесучих фононів: на границях кристалі», на дефектах кристалічної грггси, трьохфокоиннх процесів перекидання.

3. Для кристалів твердих розчинів 5п2Р2(5е<иЗа.7к (РЬ^Зпо^Р^б та (РЬагЗпоіЬР^Зеб з різшпа хсг-аетером фззоаях переходів і різною Егдпчшшз температури переходу' Т0 чи Т, (в межах від температури Дебая до потрійної температури Дебая) ааязлеш аномалії ііа температурних залежностях коефіщаггз теплопровідності ДТ) з такими спільними риезми:

- аномалії майже еі&йяркчні відносно Т^Ті) і охоплюють широкий температурний інтервал, тобто зумовлений структурними переходами аигармонізм кристалічної граткн суттсзо проявляється при ) То(Т,) - Т | £ ТоСГі);

- прн наближеній до температури переходу коефіцієнт теплопровідності майже лінійно залежить від Т/Г,) - Т і в усіх сполуках в охолі переходу досягаються блгоькі мінімальні значення (X ~ 0.5 Вт м*1 К' ')■

4. Спостережувані температура! аномалії коефіцієнта теплопровідності в кристалах системи 5п(РЬ)2Р:5(5е)б переважно зумовлені суттєвою температурною залежністю середнього значення групової швидкості теплонесучих короткохвильових акустичних фононів. Така залежність присутня внаслідок лінійної взаємодії акустичних фононних гілок з плоскою гілкою м'яких оптмчннх фононів, шо наявна внаслідок близькості фазових переходів у досліджуваних сполуках до точки Ліфшиш на діаграмі станів.

5. По дшпіх спектроскопії комбінаційного розсіювання світла для

власного одновісного сегнетоелектрика встановлена кореляція

температурної залежності динамічних та статичних властивостей: інтегральної ііггенснвіюсгі розсіювання езітла і теплоємності; добутку частот нтькоенергешчних ощіічних мод сегкєтофазн та параметра порядку фазового переходу. Температурна еволюція характеристик низькоенергетачної частішії спектру розсіювання світла кристалу БпгР^* підтверджує наявність у ньому фазового переходу пшу зміщення другого роду, близького до трикрипгоюї тотаї на діаграмі станів.

6. На прикладі сегнетоелектрика ЗпїРгБб покязно, шо поблизу трнкритичиої точки температурі» залежність діелектричного вкладу низькоенергетичних повкосиматріриои оптичних мод сегнетофази, включаючи вклад м'якої моди, ке відповідає закону Кюрі - Вейсса для статичної діелектричної проникливості внаслідок елехтрострикцііЬюї взаємодії параметра порядку фазового переходу з пружним» деформаціями.

7. Співставленая шіфіши центрального піку в спектрі розсіювання світла кристалом вп^Р^З* та величини його коефіцієнта теплопровідності свідчить про наявність вкладу термодинамічних флуктуацій (флуктуацій температури) в спостережуване кзазіпружне розсіюваная.

іб

Цитовапа лггспатупп.

1. Высочанскнй Ю.М., Сливка В.Ю. Сещетоэлсктряхи семейства Sn2P2S<,. Свойства в окрестности точки Лифшица. Льв«в, 1994. 261 с.

2. Аль - Щуфи К., Рюак В. М., Ризак И. М., Пркц И. П., Высочанскнй Ю.М., Слетка В.Ю, Теплопроводность сегнетослестрика Sn2P2S6 в интервале температ>р -*.2 - 370 К. ФТТ, 1993, т. 35, N 8, с. 2122 -2127.

3. Берман Р. Теплопроводность твердых тел. М., "Мир ’, 1979, 276 с.

4. Dvorak V. Mixing of acoustic and soft optic modes in ferroelectric BaTiOj. Phys. Rev., 1968, v. 167, N 2, p. 525 - 528

OchoshI результата дассртацШяоТ робота впкладеш у паступпих друковлпп* впданиях:

1. Rizak V; М., Bokotsy A. A., Rizak I. М., АГ-shoufi К., Slivka V. Yu./Electroconductivity of the Sn2P2S6 - type ferroelectrics-scnriconductors.//Ab$tr. .Ukrainian-Poiish and East-Europen Workshop on Ferroelectricity and Phase Transitions, September 18-24. 1994, Uzhorod -V.Remety, Ukraine, p. 112.

2. Bokotsy A.A., Khoma M.M., Perechinskii S.I„Rizak V.M., Rizak I.M., Vysochanskii Yu.M./Stress influence on the phase transitions in Sn2P2(Se<Si.,)6 crystals.// Abstr. Ukrainian - Polish and East - Europen Workshop on Ferroelectricity and Phase Transitions, September 18 - 24, 1994, Uzhorod * V.Remety, Ukraine, p. 120.

3. Ризах B.M., Ргоак И.М., Богатей А.А., Аль- шуфи К., Перечинский С.И., Приц И.П./ Электропроводность сегнетополупроэодншсов системы Sn(Pb)2P2S(Se)«7/ Тез. докл. VHI науч. - техн. коиф. “Химия, физика и технология халькогешщов н халькогалогеттдов”, 12-14 октября, 1994, Ужгород - Киев, с. 44.

4. Rizak V.M., Rizak I.M., BckoteyA.A., Gurzan ML, Vysochanskii YttM., Slivka V.Yu./ Elcctric conduction of Sn2P2S6 - like crystals with

polycritical points ca the phase diagram. // Abstr. 8-tb Europen Meeting oa FoToelecticity, July 4-8, Nijmegen, Netherlands, 1995, p.04-39.

5. Rizak V.M., Bokotey A.A., Rizak I.M., Gurzsa M.L, Vysochsnskii Yu.M, Slivka V.Yu./Thermal conduction of Sn2P2S6 - like ferroelectrics with tricritical Lifshitz point. // Abstr. 8-th Europen Meeting on Ferroclscticity, July 4* 8, Nijmegen, Netherlands, 1995, р.(Ц-42.

6. Bokotey A.A., Rizsk V.M., Stefanovich V.O.Gurzan M.5., VysochsnskiiYaM. /The critical behaviour cf SfyPjSe on the data of Raman spectroscopy.//So!id State Physics: Fundamentals . Applications, Uzhorod, Ukraine, September 18 - 26, 1995, p.59 - 60.

7. Rizak V.M., Rizak 1-М, Bokotey A.A., Gurzan M.I., Vysochanskii Yu.M., Slivka V.Yu./Tbs Леяваї conductivityof ferroelectric solid solution on the base of Sn^S*. // Solid State Physics: Fundamentals . Applications, Uzhorod, Ukraine, September 18-26,1995, p. 61*62.

8. A. A. Bokotey, Yu. M. Vysodrasskii, V. M Rizak, V. O. Stefanovich, M.I.Gurzan. /The temperature aspendence of soft optical phoam spectra and thermodynamic properties anomalies for ferroelectric SnjPiS*.// ХХП International School and III Polish - Цкгаіаішт Meeting cn Ferroelectric; Physics. Progr. and Abstr., Kudows Zdroj, Poland, September 16 - 20, 1996, p. 53.

9. VMRizak, A.A.Bokotsy, K. Af-Shoafi end V.Yu. Slivka. /Electric conduction of Sn(Pb)jP2S(Se)6 * like crystalsJl Fcmslectrics, 1996, v.192, p.

10. V.M Rizsk, K- AT- Shoufi, LM. Rizsk, A. A. Bokotey, Yu.M Vysochanskii and V.Yu. SlivksV Tharasl «induction of Sn(Pb}2P2S(Se)6 - like compounds. H Ferrodectrics, 1996, v. 192, p.

11. Бокотей O.O., Виеочавсмшй Ю.М., Різак B.M., Сгефаноеич В.О., Гурзан МЛЛЬетераггурна залежність спектру м’яжих оптичних фононів і аномалії терьюдшамічяих властивостей сегаегоелеггркха Sn2P2S«.// УФЖ, 199?,t.«,N1 ,c.5S-SZ,

Бокотей А.А. Явления переноса и динамика решетки при фазовых переходах в сегнетоэлектриках - полупроводниках типа Sn2P2S6.

Дгхсертащя на соискание ученой степени кандидата физикоматематических наук по специальности 01.04.10 - физика

полупроводников и диэлектриков. Ужгородский государственный университет, Ужгород, 1996.

Защищается 11 научных работ, которые содержат результаты исследований температурных зависимостей коэффицие»гта теплопроводности и термостимулированных токов , а также изучения динамики решетки методом комбинационного рассеяния света для кристаллов типа Si^St и твердых растворов, образуемых при замещении олова ка свияец и серы на селен. Установлена взаимосвязь аномалий кинетических, термодинамических и динамических свойств кристаллов в окрестности фазовух переходов m пароэлектрической в

сегнегоэлектрическую и несоразмергтую фазы.

Eleven scientific papers presenting the results of thermal conductivity coefficient, dsctric conductivity and therroostimulated currents investigations and the lattice dynamics by Raman spectroscopy measurements for crystals of Sn2PjS4 family and for solid solutions, which are found at tin by lead or sulphur by selenium substitution, are defended. The relations of the anomalies of kinetic, thermodynamic and dynamic properties of the crystals in the vicinity of phase tmisitions from parsdectric phase to ferroelectric and incommensurate phases determined.

Ключов! слова: фагов! переход!!, сегнетселектрики, кагавпровщтхи, тетюпрсвшость, елезстропрозщтсть, дикамка грзткн.