Перевод названия: New family of dielectric-ferroelastic structures with multidimensional incommensurate modulation
Тип публикации: отчёт о НИР
Год издания: 1998
Аннотация: Методом Бриджмена выращены монокристаллы Cs3Bi2I9, Cs3Sb2I9 и Cs3Bi2Br9. Спектры ЯКР 127I исследованы в широком интервале температур 77-300 К. В Cs3Bi2I9 проведены измерения упругих постоянных в области температур 210-300 К и теплоемкости в интервале 50-300 К. Исследованы порошковые дифрактограммы Cs3Bi2I9 при комнатной и несколькиПоказать полностьюх температурах в модулированной фазе. Рентген- и нейтрон- дифракционные исследования монокристаллов проведены в интервалах 300-4.2 и 300-50 К соответственно. В Cs3Bi2I9 обнаружен фазовый переход при Ti=224К в несоразмерную фазу. Переход наблюдается в центре зоны и сопровождается изменением симметрии P63/mmc"P21/m. Аналоги подобного перехода в несоразмерную сегнетоэластическую фазу неизвестны.Теоретико-групповой анализ указывает, что решеточная нестабильность может быть связана с взаимодействием оптической и акустической ветвей определенной симметрии вблизи центра зоны. Экспериментально наблюдаемое уменьшение почти до нуля упругой постоянной С44 вблизи перехода в нормальной фазе согласуется с этим выводом. Показано, что модуляция в области примерно 5 К ниже Ti достаточно хорошо описывается плосковолновым приближением, с понижением температуры формируется спектр ЯКР соответствующий квазисоразмерным доменам. Переход в низкотемпературную фазу не наблюдается, как методом ЯКР, так и по кривой теплоемкости до 50 К. В Cs3Sb2I9 методами ЯКР, рентгеновской дифракции и измерений теплоемкости обнаружены фазовые переходы при температурах Тс1=86 К, Тi=78 К и Тс2=72.3 К. Переход при 86 К сопровождается удвоением праметра с элементарной ячейки, при Тс2 ("lock-in" переход) параметр ячейки а также удваивается. В промежуточной несоразмерной фазе существует модуляция в двух направлениях: q1=1/2c* и q2=1/2(a*+d)+1/2c*. Определена температурная зависимость параметра несоразмерности d. Установлено, что фазовый переход при Тi является фазовым переходом второго рода, а lock-in переход - переходом первого рода. Последовательность фазовых переходов принадлежит первоначально тригональному политипу. Определена структура тригональной фазы P3m1 при комнатной температуре. Показано, что кристалл Cs3Bi2Br9 изоморфен тригональному Cs3Sb2I9 и в нем существует фазовый переход при 95 К, сопровождающийся удвоением параметра с элементарной ячейки. Определены типы решеточной нестабильности для переходов нормальная фаза - несоразмерная в кристаллах Cs3Bi2I9 и Cs3Sb2I9. The single crystals of Cs3Bi2I9, Cs3Sb2I9 and Cs3Bi2Br9 have been grown by Bridgemen method.The NQR spectra of 127I in Cs3Bi2I9 have been investigated in the temperature interval 77-300 K. The following measurements have been made: the temperature dependencies of the elastic stiffness between 210-300 K; the heat capacity curve in the region 50-300 K; X-ray powder patterns at room temperature and at a few temperatures in the incommensurate phase. The X-ray and neutron diffraction studies of single crystals have been performed in the temperature ranges of 300-4.2 and 300-50 K respectively. In Cs3Bi2I9 the normal-incommensurate transition accompanied by symmetry lowering from P63/mmc to P21/m has been found at Ti=224 K. The transition occurs at zone center. The group- theory analysis shows that the lattice instability can be determined by the interaction of optic and acoustic modes of certain symmetry. The experimentally observed strong "softening" of the C44 elastic constant above Ti confirms this mechanism. It is found, that the modulation in the region nearly of 5 K below Ti is described within plane wave approximation. The NQR spectrum corresponding to quasi- commensurate domains appears with further temperature lowering, however the transition into low temperature commensurate phase hasn't been observed with NQR and heat capacity measurements. The low temperature phase transitions have been found in Cs3Sb2I9 using the NQR, heat capacity and X-ray diffraction measurements at the temperatures Tc1=86 K, Ti=78 K and Tc2=72.3 K. Transition at 86 K is accompanied by the two fold increase of the unit cell c-paramemer, at Tc2 (the "lock-in" transition) the a- parameter doubles also. The intermediate incommensurate phase has the lattice modulation along two directions: q1=1/2c* and q2=1/2(a*+d)+1/2c*. The temperature dependence of the misfit d parameter has been determined. Phase transition at Ti is of the second order one, lock-in transition was found to be of the first order. Sequence of the phase transitions belongs to initial trigonal politype. Structure of the trigonal phase P3m1 was determined at room temperature. It was shown that the crystal Cs3Bi2Br9 is isomorphous one with trigonal Cs3Sb2I9 and it has phase transition at 95 K accompanied by the two fold multiplication of c-parameter. The type of the lattice instability was determined for the normal-incommensurate transition in Cs3Bi2I9 and Cs3Sb2I9 crystals.