CC BY
0КВАНТОВАЯ АКУСТИКА ЯН-ТЕЛЛЕРОВСКИХ КОМПЛЕКСОВ В ДОПИРОВАННЫХ КРИСТАЛЛАХ СО СТРУКТУРОЙ ФЛЮОРИТА
Гудков В. В.1, Сарычев М. Н.1, Офицерова Н. Ю.1, Жевстовских И. В.1'2, Егранов А. В.3, Уланов В. А.4, Суриков В. Т.5, Аверкиев Н. С.6
1Уральский федеральный университет, Екатеринбург, Россия, m.n.sarychev@urfu.ru 2Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург, Россия,
zhevstovskikh@imp.uran.ru 3Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, Иркутск, Россия,
alegra@igc.irk.ru
4Казанский государственный энергетический университет, Казань, Россия,
ulvlad@inbox.ru
5Институт химии твердого тела УрО РАН, Екатеринбург, Россия,
surikov@ihim.uran.ru 6 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия,
averkiev.les@mail.ioffe.ru
Несмотря на то, что арсенал возможных методик для исследования эффекта Яна-Теллера достаточно велик, большинство работ содержат результаты ЭПР и оптических исследований. Причиной этого является не только информативность данных методов, но и квантовая природа изучаемых переходов между энергетическими уровнями, которая обеспечивает высокую воспроизводимость результатов, поскольку квантовые параметры не могут варьироваться от образца к образцу. Уникальную, недоступную иным методам исследования информацию предоставляют ультразвуковые исследования, хотя развитие и применение они получили сравнительно недавно. Энергия используемых в подобных экспериментах фононов составляет величину не более десятков мК, поэтому при температурах порядка 1 К и выше дисперсия ультразвуковых волн и диссипация энергии имеют релаксационную природу [1]. Для интерпретации полученных результатов были предложены следующие механизмы низкотемпературной релаксации, а именно, термическая активация и туннелирование через потенциальные барьеры, разделяющие минимумы адиабатического потенциала ян-теллеровского комплекса. Нами были исследованы температурные зависимости поглощения, скорости ультразвука и времени релаксации ЯТ подсистем в кристаллах со структурой флюорита (CaF2, CdF2, SrF2, BaF2), легированных 3d ионами. Все полученные зависимости хорошо моделировались с помощью названных выше механизмов релаксации, на основании чего можно делать вывод об их универсальности и идентичности параметров, характеризующих релаксацию в разных образцах одного и того же химического состава, потому что низкотемпературная релаксация определяется квантовыми параметрами, входящими в вибронный гамильтониан. В силу этого подобные эксперименты следует отнести к области квантовой акустики. Для визуального представления результатов ультразвукового эксперимента предлагается температурная зависимость мнимой части релаксационной функции Дебая. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (базовая часть государственного задания, проект № FEUZ-2023-0013).
Литература
1. Sturge M.D. in Solid State Physics, Vol. 20, edited by F. Seitz, D. Turnbull, and H. Ehrenreich. New York:Academic Press, 1967. - 92-211c.
