Просторово-модульовані стани в діелектричних кристалах з неспівмірною фазою - Автореферат

Фізико-технічний інститут низьких температур імені Б.І.Вєркіна Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наукРобота виконана на кафедрі нелінійної оптики Львівського національного університету імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України. Науковий консультант: доктор фізико-математичних наук, професор Половинко Ігор Іванович, Львівський національний університет імені Івана Франка, завідувач кафедри нелінійної оптики Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Височанський Юліан Миронович, завідувач кафедри фізики напівпровідників, директор науково-дослідного Інституту фізики та хімії твердого тіла Ужгородського національного університету доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Кориневський Микола Антонович, провідний науковий співробітник відділу статистичної теорії конденсованих систем Інституту фізики конденсованих систем (м. доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Хацько Євген Миколайович, провідний науковий співробітник відділу магнетизму Фізико-технічного інституту низьких температур ім.Б.І. Захист відбудеться “16” січня 2007 року о 1500 год на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.175.03 при Фізико-технічному інституті низьких температур ім.Б.І.Матеріали з неспівмірною надструктурою привертають увагу з кількох аспектів: по-перше, неспівмірна модуляція руйнує трансляційну симетрію так, що кристал у неспівмірній фазі (температурний інтервал, де існує неспівмірна надструктура) є не в звичайному кристалічному стані, хоча трансляційна періодичність може бути формально відновлена в чотирьох (або більше) вимірах завдяки методу надпросторових груп; Під час розгляду впливу дефектів потрібно розрізняти такі можливі випадки: 1) неспівмірна структура взаємодіє з невпорядкованими нерухомими дефектами (швидкість руху структури uc набагато більша від швидкості руху дефектів ug (uc>>ug)); 2) рухомі дефекти взаємодіють зі статичною неспівмірною модуляцією, утворюючи “хвилю густини дефектів” (ug>>uc); 3) “вязка” взаємодія рухомих дефектів із неспівмірною структурою (uc»ug). З огляду на це актуальність дослідження визначено важливістю вирішення проблем фізики неспівмірних структур, повязаних з вивченням різних типів неспівмірних фаз та режимів неспівмірної модуляції, просторової модуляції кристалічної структури і широкими перспективами прикладного застосування неспівмірних структур у різних галузях електроніки, у тому числі в сенсорній і компютерній техніці. Мета роботи полягає у визначенні закономірностей впливу концентрації дефектів, електричного поля та механічних напружень на температурну і часову динаміку неспівмірно модульованої структури оптичними й діелектричними методами та динаміку кристалічної ґратки і послідовність фаз у кристалах, що мають неспівмірні фази. Досягненню поставленої мети сприяло застосування таких теоретичних і експериментальних методів дослідження: для визначення оптичних та діелектричних характеристик анізотропних модульованих структур було застосовано методику феноменологічної електродинаміки суцільних середовищ (феноменологічна теорія неспівмірних структур), стандартні методи теорії твердого тіла, аналіз наслідків точкової симетрії, прийомами математичного аналізу та лінійної алгебри тощо; для підготовки зразків і експериментальних вимірювань використано типові методи орієнтації, контролю оптичної якості зразків і визначення приросту лінійного двопроменезаломлення, повороту кристалофізичних осей, пєзооптичних і електрооптичних коефіцієнтів, а також стандартні методи обробки цих вимірювань.Результати структурних досліджень засвідчили, що повороти тетраедричних груп у кожному з шарів навколо ортогональної осі с відбуваються в один бік, а між шарами можуть виникати повороти як у фазі, так і у проти фазі. Під час розгляду впливу дефектів треба розрізняти такі можливі випадки: 1) НС модуляція взаємодіє з невпорядкованими нерухомими дефектами (швидкість руху структури набагато більша від швидкості руху дефектів (>> )); 2) рухомі дефекти взаємодіють зі статичною НС модуляцією, утворюючи “хвилю густини дефектів” (>> ); 3) “вязка” взаємодія рухомих дефектів зі НС структурою (@ ). Проведені оптичні та діелектричні дослідження підтвердили існування в кристалах з НС фазою метастабільного хаотичного стану солітонів, причиною якого є пінінг солітонів на дефектах. Наявні в кристалі рухомі дефекти і домішки під впливом модульованої структури утворюють хвилю густини дефектів, зумовлюючи появу ефекту “вязкої” взаємодії, та наявність подвійних електрооптичних петель гістерезису в співмірних областях. За умов “вязкої” взаємодії НС структури сила Fdrag, яка діє з боку надлишкової концентрації дефектів біля солітону, спонукає його рухатися по зразку.

. Основний зміст дисертації