Введение к работе
Б реальных кристаллах многие физические свойства, в том числе и оптические, зависят от наличия различного рода дефектов, например, нарушение стехиометрического состава, примеси внедрения и замещения, включения и лр. Характерным дефектом сложных оксидов является значительная концентрация кислородных вакансий, или нарушение стехиометрии по кислороду І.11. К указанному классу сойпинений птаналлеаоїт и титанат стгюнция (БгЛОз). у которого
упниннфИНИМЧ к-|Л(-ш irto иных кнкинсии можгїт Іїишшаїв jue Lt^J.
Неослабевающий интерес исследователей на протяжении более 30 лет к титанату стронция обусловлен наличием ряда интересных сеойств и особенностей. В этом кристалле обнаружен фотохромный эффект.-SrT103 .характеризуется высокими значениями диэлектрической проницаемости и показателя преломления. Специальной термической обработкой можно получить у этих кристаллов значительную проводимость. Примесные ионы группы железа легко входят в решетку SrT103, что создает трудности при выращивании чистых кристаллов. Титанат стронция претерпевает ряд фазовых переходов. Имеются данные о затянутости по температуре перехода при Тк=105 К при введении дефектов в кристалл. Нике Тк титанат стронция монет иметь как мокодоменную, так и полидоменную структуру [3 3.
Несмотря на большое число работ, посвященных исследованию стехиометрии кристаллов, проблема оценки величины нестехиометрии кристаллов и ее связи с различными свойствами для ряда соединений остается нерешенной. Поэтому решение этой проблемы для сложных оксидов со структурой перовскитз на примере титанатэ стронция является актуальной задачей.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является исследование особенностей электронной структуры кристаллов SrTi03 и установление связи оптических
свойств с реальной структурой кристалла, обусловленной его нестехиометрией. Для достижения этой цели были поставлены следующие
задачи:
-- исследовать примесный состав кристаллов БгТіОз, идентифицировать парамагнитные центры методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР); провести высоко- и низкотемпературные ЭПР-исследования;
исследовать реальную структуру кристаллов БШОз;
детально исследовать оптическое поглощение титаната строи-
4 ция в видимой и ИК областях спектра и выявить особенности, связанные с нарушением стехиометрии и примесными центрами;
разработать метод оценки стехиометрии кристаллов БгТЮз по кислороду;
исследовать оптические характеристики кристаллов титаната стронция методом одновременного определения параметров оптической анизотропии (дихроизма и двуггреломления);
изучить влияние различных режимов высокотемпературного отжига на оптические параметры SrTiCte;
исследовать влияние низкотемпературной обработки (в жидком азоте) на оптические параметры исследуемых кристаллов.
Впервые обнаружен оптический центр (дефектный кластер), имеющий полосу поглощения в области 620 нм. В ходе низкотемпературных ЭПР исследований обнаружены аномалии сигнала ЭПР, связанные с этим центром. Предложена модель центра, изучены его природа, образование к распад.
Разработан новый метод оценки нестехиометрии БгТіОз по кислороду, позволяющий на основе измерений плотности кристаллов, определять концентрации кислородных вакансий и величину показателя преломления кристаллов титаната стронция. Предложенный метод использован для оценки параметров кристаллов, позволяющих определять их качество. Этот метод может быть применен и для других кислородосодержащих соединений.
Обнаружена анизотропия оптических параметров кристаллов титаната стронция . Использование метода одновременного измерения дихроизма и двупреломления позволило разделить влияние различных механизмов дефектообразования на оптические свойства титаната стронция.
Установлена взаимосвязь между анизотропными оптическими характеристиками и особенностями реальной структуры кристаллов титаната стронция.
метод оценки нестехиометрии SrTiOs по кислороду и величины показателя преломления .на основе измерения плотности крис-х. зллов,
обнаружение нового оптического центра, имеющего полосу поглощения в области 62Q нм и связанных г ним аномалий сигнала ЭПР при низкой температуре; установление природы
этого центра;
- установление наличия дихроизма и деуггреломления у кристал
лов STT103, ОВЧЗЯРНУХ С НЯ'ПртеТПОТ'й СТЄХЗ'Ої'ЗТТїКИ К НИЗКОЙ
лекальной сккм^тктеЯ пг/лмэсгах кластвхзаз;
- установление связи оптических, характеристик с реальной
структурой кристаллов титаната стронция.
АїїРОЗАШ'іЛ РАБОТЫ.
Результати работы докладывались на:
- Международной конференции молодых ученых "Физика и прогресс"
Тверь, 1992);
- Международной конференции "Оптика лазеров'93" (Россия, С.-Пе
тербург, 1993);
-IX Семинаре-совещании "Спектроскопия лазерных материалов" (Россия, Краснодар, 1993);
VIII Международной конференции по сегнетоэлектричеству (США,. Мериленд, 1993);
ГХ7ІІ Амперовском конгрессе по магнитному тзезсязнсу ;Россия, Казань, 1994);
XV Европейской кристаллографической конференции (Германии, Дрезден, 1994;.
Результаты исследований по теме диссертации опубликованы Б ІЗ работах, список которых приводится ь конце автореферата.
СТРУКТУРА И СЕБЕ?» ДИССЕРТАЦИЙ. Диссертация состоит из г-.Г:е;?-шія, четырех глав, выводов, заключения и списка литературы, соъ-ем составляет 124 страницы, включая 45 рисунков и 5 таблицы.Список цитируемой литературы содержит 131 наименование. '
