Вплив тиску на діелектричні властивості кристалів TlIn(S0.97Se0.03)2.

На рис.3.2. наведено температурні залежності діелектричної проникності кристалів TlIn(S_0.97Se_0.03)₂при різних значеннях гідростатичного тиску. При збільшенні тиску, даний фазовий перехід Т₁ зміщується в область вищих температур. В інтервалі тисків р_атм ≥ p > 0.55ГПа зсув максимуму описується лінійним законом з коефіцієнтом . При цьому величина ε′_max незначно зменшується, і аномалії дійсної ε′ та уявної ε″ частини діелектричної проникності дещо розмиваються. Таке розмиття можна пояснити вважаючи, що в даному випадку мають місце декілька близько розташованих аномалій діелектричної проникності, що відповідають неспіврозмірним фазовим переходам параелектрична–неспіврозмірна та неспіврозмірна–сегнетоелектрична фази, і згідно результатам роботи [9] гідростатичне стиснення для даного типу сполук збільшує температурний інтервал існування неспіврозмірної фази, що і призводить до розмиття.

Рис.3.2. Температурні залежності діелектричної проникності полікристалів TlIn(S_0.97Se_0.03)₂при різних значеннях гідростатичного тиску: 1 – p_atm; 2 – 0.3ГПа; 3 – 0.44ГПа; 4 – 0.51ГПа; 5 – 0.54ГПа; 6 – 0.59ГПа; 7 – 0.61ГПа; 8 – 0.66ГПа. Вставка: Барична поведінка максимуму ε′.

 

При значеннях тиску більших за 0.55ГПа, лінійний закон зсуву фазового переходу Т₁ порушується. Це супроводжується різким зменшенням максимальних значень ε′ (вставка до рис.3.2.) та в області температур 210-240К з’являються дві додаткові аномалії при Т₂. На температурних залежностях діелектричних втрат кристалів TlIn(S_0.97Se_0.03)_2, виявлено максимум, що відповідає області найбільш стрімкої зміни діелектричної проникності. Така поведінка діелектричних властивостей в TlIn(S_0.97Se_0.03)₂ в основних рисах є аналогічною до поведінки в діелектричних властивостей монокристалах TlInS₂, де в даному діапазоні тисків (0.58ГПа≥p>0.66ГПа) спостерігається полікритична область.

Рис. 3.3. Температурні залежності діелектричних втрат полікристалів TlIn(S_0.97Se_0.03)₂при різних значеннях гідростатичного тиску: 1 – 0.12ГПа; 2 – 0.3ГПа; 3 – 0.44ГПа; 4 – 0.51ГПа.

Рис. 3.4. Фазова p,T- діаграма кристала TlIn(S_0.97Se_0.03)₂.

Баричні коефіцієнти зміщення температур аномалій для кристала TlIn TlIn(S_0.97Se_0.03)₂ які складають: ; ; .

ВИСНОВКИ

1. При виконанні даної роботи я розглянув фазові переходи першого і другого роду. Застосували правило фаз Гібсса,а також показали як відбуваються фазові переходи.

2. Побудував фазову діаграму однокомпонентної речовини. Показав криву сублімації, тобто співіснування твердої та газової фази.

3. У роботі проведено аналіз даних рентгеноструктурних досліджень, виконаних при кімнатній температурі, і температурних залежностей діелектричної проникності ε (Т) в області фазових переходів (T = 190–220 К) кристалів моноклінної модифікації TlInS₂ різних політипів.

4. Побудував графік температурної залежності дійсної ε′ та уявної ε″ частин діелектричної проникності полікристалів TlIn(S_0.97Se_0.03)₂при атмосферному тиску.

5. Також побудував графік температурних залежностей діелектричної проникності полікристалів TlIn(S_0.97Se_0.03)₂при різних значеннях гідростатичного тиску: 1 – p_atm; 2 – 0.3ГПа; 3 – 0.44ГПа; 4 – 0.51ГПа; 5 – 0.54ГПа; 6 – 0.59ГПа; 7 – 0.61ГПа; 8 – 0.66ГПа.

6. Визначив баричні коефіцієнти зміщення температур аномалій для кристала TlIn(S_0.97Se_0.03)₂ які складають: ; ; .

ЛІТЕРАТУРА

1. Базаров І. П. Термодинаміка. - М.: Вища школа, 1991, 376 с.

2. Стенлі. Г. Фазові переходи і критичні явища. - М.: Світ, 1973.

3. Паташінскій А. З., Покровський В. Л. флуктуаційна теорія фазових переходів. - М.: Наука, 1981.

4. Гуфа Ю. М.. Термодинамічна теорія фазових переходів. - Ростов н / Д: Видавництво Ростовського університету, 1982. - 172 с.

5. Panich A.M. Electronic properties and phase transition in low-dimensional semiconductors // J. Phys. Condens. Matter. – 2008. – №20. – Р. 93202-1–293202-42.

6. S. Kashida and Y. Kobayashi, X-ray study of the incommensurate phase of TlInS₂, J. Phys. Condens. Matter. – 1999. – №11. – Р.1027–1035.

7. Influence of hydrostatic pressure on phase transitions, dielectric properties and conductivity of β-TlInS₂/ K.R. Allakhverdiev, A.I. Baranov, T.G. Mamedov,V.A. Sandler, and Y.N. Sharifov // Fiz. Tverd. Tela. – 1988. – №30. – Р. 1751–1756.

8. Еffect of hydrostatic pressure on phase transitions in ferroelectric TlInS₂ / O. O. Gomonnai, P. P. Guranich, M. Y. Rigan, I. Y. Roman, A. G. Slivka // High Pressure Research. – 2008. – V. 28, № 4. – P. 615-619.

9. Seyidov M.-H.Yu., Suleymanov R.A., Salehli F. Влияние „отрицательного химического“ давления на температуры фазовых переходов в слоистом кристалле TlInS₂ // ФТТ. – 2009. – Т.51. – №12. – С.2365 – 2370.

10. Gasanly N. M. Raman Studies of Layer TlGaS₂, β -TlInS₂ and TlGaSe₂ Crystals / N. M. Gasanly, B. N. Mavrin, K. E. Sterin [et al.] // Phys. St. Sol. (b). – 1978. – V. 86. – P. K49-K53.

11. High-pressure Raman study of the ternary chalcogenides TlGaS₂, TlGaSe₂, TlInS₂ and TlInSe₂ / W. Henkel, H. D. Hochheimer, C. Carlone [et al.] // Phys. Rev. B. – 1982. – V. 26, № 6. – P. 3211-3221.

12. Optical Phonons and Structure of TlGaS₂, TlGaSe₂ and TlInS₂ Layer Single Crystals / N. M. Gasanly, A. F. Goncharov, N. N. Melnik [et al.] // Phys. St. Sol. (b). – 1983. – V. 116. – P. 427-443.

13. Сегнетоэлектрическая мягкая мода в полупроводниковом кристалле TlGaSe₂ / А. А. Волков, Ю. Г. Гончаров, Г. В. Козлов [и др.] // Письма в ЖЭТФ. – 1983. – Т. 37, № 11. – С. 517-518.

14. Расщепление мягкой моды в кристалле TlGaSe₂ / А. А. Волков, Ю. Г. Гончаров, Г. В. Козлов[ и др.] // Письма в ЖЭТФ. – 1984. – Т. 39, № 7.– С. 293-295.

15. КР активные мягкие моды в слоистых полупроводниках TlInS₂ и TlGaSe₂ / Б. С. Кульбужев, Л. М. Рабкин, В. И. Торгашев [и др.] // ФТТ. – 1988. – Т. 30, № 1. – С. 195–199.

16. Мягкая мода, взаимодействие мод в соединении TlGaSe₂ / Е. А. Виноградов, В. М. Бурлаков, М. Р. Яхьеев, А. П. Рябов [и др.] // ФТТ. – 1988. – Т. 30, № 9. – С. 2847–2851.

17. КР спектроскопическое исследование фазовых переходов в кристаллах типа TlGaSe₂ / Ю. И. Дурнев, Б. С. Кульбужев, В. И. Торгашев [и др.] // Изв/ АН СССР. Сер. Физ. – 1989.– Т. 53, № 7. – С. 1300–1306.

18. Raman Spectroscopy of Soft and Rigid Modes in Ferroelectric TlInS₂ / V. M. Burlakov, A. P. Ryabov, E.A. Vinogradov [et al.] // Physica Status Solidi (b). – 1989. – V. 153. – P. 727-739.

19. Yuksek N. S. Anharmonic Line Shift and Linewidth of the Raman Modes in TlInS₂ Layered Crystals / N. S. Yuksek, N. M. Gasanly, A. Aydinli // J. Raman Spectroscopy. – 2004. – V. 35. – P.55-60.

20. Влох О. Г. Явления пространственной дисперсии в параметрической кристалооптике / О. Г. Влох. – Львов: Вища школа. – 1984. – 156 с.