Анотація до роботи:

Звягіна Г. А. Пружні властивості сегнетоеластиків поблизу сегнетоеластичних фазових переходів.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07- фізика твердого тіла.- Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б. І. Вєркіна Національної Академії Наук України, Харків, 2004.

У дисертаційній роботі експериментально досліджено поведінку пружних характеристик шаруватих сполук перехідних і рідкісноземельних елементів, що мають низьку симетрію кристалічних ґраток, поблизу сегнетоеластичних фазових переходів.

Досліджено пружні властивості подвійних молібдатів KSc(MoО₄)₂, СsDy_1-xGd_x(MoО₄)₂ і KEr(MoО₄)₂ у широкому інтервалі температур і магнітних полів, проведено аналіз особливостей поведінки цих сполук при сегнетоеластичних фазових переходах. На підставі ультразвукових досліджень доведено, що фазовий перехід 2-го роду з Т_с = 260 К, який реалізується в KSc(MoО₄)₂, - невласний сегнетоеластичний. Визначено симетрію низькотемпературної (нижче 240 К) фази кристала. В кристалах СsDy_1-xGd_x(MoО₄)₂ з концентрацією гадолінія х > 0.03 виявлено два фазових перехода 2-го роду і перехід 1-го роду. Доведено, що фазові переходи 2-го роду в СsDy_1-xGd_x(MoО₄)₂ - невласні сегнетоеластичні. Побудовано фазову діаграму в площині "концентрація рідкісноземельних домішок-температура" системи кристалів СsDy_1-xGd_x(MoО₄)₂. В кристалі KEr(MoО₄)₂ при температурі ~ 12 К виявлено аномальну поведінку його пружних характеристик, що свідчить про існування нелінійного зв'язку фононних та електронних мод кристала. Особливості температурної поведінки швидкостей звуку в KEr(MoО₄)₂ у зовнішньому магнітному полі вказують на істотний внесок магнітопружної взаємодії в енергетичний спектр кристала.

Вперше в сполуці Nd₂CuО₄ виявлено власний сегнетоеластичний фазовий перехід 2-го роду, зумовлений спіновою переорієнацією в підсистемі іонів міді, що відбувається при температурі Т₀ » 5 К в нульовому магнітному полі. Виявлено аномалії в поведінці пружних характеристик як чистого Nd₂CuО₄, так і легованих зразків, що пов'язані з індукованими зовнішнім магнітним полем фазовими переходами. Проведено феноменологічний аналіз можливих спонтанних і стимульованих магнітним полем фазових перетворень у Nd₂CuО₄ при низьких температурах, що якісно описує експериментальні результати. На підставі проведених ультразвукових досліджень побудовано фазові діаграми в площині "магнітне поле-температура" для кристала без домішок і легованих кристалів.

Дослідження особливостей поведінки пружних характеристик сегнетоеластичних кристалів при низьких температурах, що були проведені, дозволяють сформулювати наступні основні результати і висновки дисертаційної роботи:

1. Аналіз температурної поведінки пружних модулів монокристала KSc(MoО₄)₂ дозволяє класифікувати фазовий перехід при Т_с1 » 260 К як невласний сегнетоеластичний фазовий перехід другого роду. На підставі рентгеноструктурних даних визначено, що в цій сполуці симетрія кристалічної ґратки у сегнетоеластичній фазі нижче 240 К відноситься до просторової групи .

2. Для кристалів СsDy_1-xGd_x(MoО₄)₂ при х > 0.03 виявлено два фазових перехода 2-го роду і перехід 1-го роду. Фазові переходи 2-го роду в СsDy_1-xGd_x(MoО₄)₂ були класифіковані як невласні сегнетоеластичні. Побудовано фазову діаграму в площині "концентрація рідкісноземельних домішок-температура" системи СsDy_1-xGd_x(MoО₄)₂. Установлено, що низькотемпературна фаза легованих кристалів нижче температур фазових переходів 2-го роду має симетрію не вище моноклінної.

3. В кристалі KEr(MoО₄)₂ при температурі ~ 12 К було виявлено аномальну поведінку його пружних характеристик, що свідчить про існування нелінійного зв'язку фононних та електронних мод кристала. Особливості температурної поведінки швидкостей звуку в KEr(MoО₄)₂ у зовнішньому магнітному полі вказують на істотний внесок магнітопружної взаємодії в енергетичний спектр кристала.

4. Вперше в сполуці Nd₂CuО₄ виявлено власний сегнетоеластичний фазовий перехід, що реалізується при температурі Т₀ » 5 К в нульовому магнітному полі.

5. Було виявлено аномалії в поведінці пружних характеристик як чистого Nd₂CuО₄, так і легованих зразків, що пов'язані з індукованими зовнішнім магнітним полем фазовими переходами.

6. Проведено феноменологічний аналіз можливих спонтанних і стимульованих магнітним полем фазових перетворень у Nd₂CuО₄ при низьких температурах, що якісно описує експериментальні результати.

7. Побудовано фазові діаграми в площині "магнітне поле-температура" кристала Nd₂CuО₄ для напрямків магнітного поля уздовж [110] і [100] і легованих зразків Nd_2-xCe_xCuO₄ із 13%-ною і 15%-ною концентрацією церія для H || [100]. На фазових діаграмах точка, що відповідає фазовому переходу в H = 0, є ізольованою.

Публікації автора:

1. Zvyagina G. A., Zherlitsyn S. V., Fil’ V. D., Vitebskii I. M., Kolobov I. G. Acoustic properties of KSc(MoO₄)₂ in the vicinity of structural phase transition // Ferroelectrics.- 1992.-v. 130.- p.315-320.

2. Звягина Г. А., Жерлицын С. В., Филь В. Д. Последовательность низкотемпературных фазовых переходов в системе CsDy_0.9Gd(Eu)_0,1(MoO₄)₂ // ФНТ.-1989.-т. 15.-.№5-с. 325-328.

3. Zvyagina G. A., Zherlitsyn S. V., Fil’ V. D., Gurskas A. A. Elastic properties of CsDy_1-xGd(Eu)_x(MoO₄)₂ in the region of structural phase transition // Ferroelectrics.- 1990.-v. 110.- p.35-39.

4. Звягина Г. А., Филь В. Д., Харченко Ю. Н., Нестеренко Н. М. Фазовые переходы в кристаллах-магнитоэластиках СsDy_1-xGd_x(MoO₄)₂ // ФНТ.-2004.-т.30.-№3.-с.318-331.

5. Звягина Г. А., Звягин А. А. Прямое наблюдение проявления магнитоупругой связи в низкоразмерном виртуальном сегнетоэластике // ФНТ.-2000.-т.26.-№5.-с.482-493.

6. Fil’ V. D., Zvyagina G. A., Zherlitsyn S.V., Vitebsky I. M., Sobolev V. L., Barilo S. N., Zhigunov D. I. Acoustic properties of Nd₂CuO₄ at low temperatures // Modern Phys. Lett. B.-1991.-v.5.-N 20.-p.1367-1375.

7. Жерлицын С. В., Звягина Г. А., Филь В. Д., Витебский И. М., Барило С. Н., Жигунов Д. И. Магнитоупругие эффекты в Nd_2-xCe_xCuO₄ при низких температурах // ФНТ.- 1993.-т. 19.-№12.-с.1318-1327.

8. Звягина Г. А., Жерлицын С. В., Филь В. Д. Упругие свойства KSc(MoO₄)₂ в области структурных фазовых переходов // В сб. ”НТ-90”.-тез. докл.- 1990.- Донецк.- т.2.-с.184-185.

9. Звягина Г. А., Жерлицын С. В., Филь В. Д., Колобов И. Г. Акустические свойства KSc(MoO₄)₂ в окрестности структурных фазовых переходов // В сб.”5-ая Всесоюзная школа-семинар по физике сегнетоэластиков”- тез. докл..-Ужгород.-1991.- с.85.

10. Звягина Г. А., Жерлицын С. В., Филь В. Д. Упругие свойства CsDy_0.9Gd(Eu)_0,1(MoO₄)₂ в области структурного фазового превращения // В сб.

”4-ая Всесоюзная школа-семинар по физике сегнетоэластиков”- тез. докл.-Днепропетровск.-1988.- с.201-203.

11. Андерс Э. Е., Ревякин В. П., Старцев С. В., Звягина Г. А., Жерлицын С. В. Теплоемкость и упругие свойства CsDy_0,95Gd_0,05(MoO₄)₂ в области структурных фазовых переходов // В сб.”5-ая Всесоюзная школа-семинар по физике сегнетоэластиков”- тез. докл.-Ужгород.-1991.-с.112.

12. Zvyagina G. A., Nesterenko N. M., Kharchenko Yu. N., Zagvozdina Ya. I. Elastic features and absorbtion spectra of magnetoelastic crystal CsDy_1-xGd_x(MoO₄)₂ // Procc. of International Symp. Ferroel. (ISFP - 3(8)).-Voronezh.-2000.-p.47.

13. Звягина Г. А., Жерлицын С. В., Филь В. Д. Ультразвуковые исследования KEr(MoO₄)₂ // В сб. ”5-ая Всесоюзная школа-семинар по физике сегнетоэластиков”- тез. докл.-Ужгород.-1991.-с.93.

14. Fil’ V. D., Zvyagina G. A., Zherlitsyn S.V., Vitebsky I. M., Sobolev V. L., Barilo S. N., Zhigunov D. I. Acoustic anomalies near the phase transition in Nd₂CuO₄ // Procc. of HTSC LP Moscow.- 1991.-p.M39.

15. Жерлицын С. В., Звягина Г. А., Филь В. Д., Витебский И. М., Барило С. Н., Жигунов Д. И. Ферроэластический фазовый переход в Nd₂CuO₄ // В сб.

”5-ая Всесоюзная школа-семинар по физике сегнетоэластиков”- тез. докл..-Ужгород.-1991.-с.149.