НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ АКТИВАЦИЯ ФОНОНОВ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКА Текст научной статьи по специальности «Физика»

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ АКТИВАЦИЯ ФОНОНОВ В СЕГНЕТОЭЛЕК-

ТРИКАХ

Кузенко Д. В.

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт «Реактивэлектрон», Донецк, РФ

danil.kuzenko.84@yandex.ru

На основе установленного температурно-активационного механизма температурной зависимости диэлектрической проницаемости 8^) сегнетоэлектриков [1] проведен анализ зависимостей 8^) при низких температурах (5-300 К) для виртуальных сегнетоэлектриков KTaOз, SrTiOз [2] и твердого раствора на их основе (SrTiOз)o.85-(KTaOз)o.l5 [3]. Из этого определены участки зависимости 8^) где выполняется уравнение е(Т) — а ■ ехр(и / кТ) . Также установлено наличие зависимости

а(и) — Ь ■ идля KTaOз и SrTiOз Ь, c - коэффициенты; U - энергия активации, эВ; k - постоянная Больцмана, эВ/К; T - температура, К) (Рис.1). Отмечено отличие зависимости a(U) от зависимости полученной ранее для сегнетоэлектрика Pb(Zr,Ti)Oз при T > 300 K которая имела вид а(и) — Ь ■ ехр(с ■и) [4].

1/kT, 103 1/эВ u. эВ

Рис.1 Зависимости ln(s)(1/kT) а), a(U) б) для SrTiO3 (1), KTaO3 (2), (SrTiO3)0.85-(KTaO3)0.15 (3).

Предполагается, что такая температурная зависимость диэлектрической проницаемости в сегнетоэлектриках при низких температурах обусловлена температурной активацией фононов и процессом фонон-фононных взаимодействий. Это может приводить к взаимному влиянию процессов, которые обуславливают наличие температуры Дебая Td и температуры Кюри Tc. В рамках этого подхода может найти объяснение максимум на температурной зависимости диэлектрической проницаемости при T = 50 К для (SrTiO3)0.85-(KTaO3)0.15 (Рис. 1а), обусловленный проявлением мягкой сегнетоэлектрической моды, которая была подавлена низкотемпературными квантовыми флуктуациями в SrTiO3 и KTaO3 при T < 50 К. Но, уже при T > 50 K энергии активации диэлектрической проницаемости для трех составов имеют близкие значения: U = 0.01 эВ. Это может быть обусловлено возбуждением всех мод нормальных колебаний кристаллической решетки, т.е. имеет место совпадение температуры Кюри Tc и температуры Дебая Td для (SrTiO3)0.85-(KTaO3)0.15.

Работа выполнена в рамках исследования «Активационные механизмы фазовых переходов в сегнетоэлектрических материалах» (FRRZ-2023-0001).

Литература

1. Kuzenko D.V. // J. Adv. Dielectrics. - 2022. - Vol. 12. - No 3. - Art. No. 2250010.

2. Fujishita H., Kitazawa S., Saito M. et al. // J. Phys. Soc. Japan. - 2016. - Vol. 85. - No 7. -Art. No. 074703.

3. Трепаков В.А., Вихнин В.С., Сырников П.П. и др. // ФТТ. - 1997. - Т. 39. - № 11. - С. 2040-2045.

4. Кузенко Д.В. // Вестник ДонНУ. Сер. А: Естественные науки. - 2022. - № 4. - C. 15-26.