Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние годы исследования фазовых переходов (ФП) в сегнетоелектриках наиболее интенсивно развиваются в основном в двух направлениях. Одно из них связано с выяснением особенностей поведений свойств идеальных кристаллов в непосредственной близости от точки ФП, где существенную роль играют флуктуации параметра порядка, другое ставит своей целью изучение структуры реальных кристаллов и влияние дефектов на механизм ФП. В условиях широкого технического использования сегнетоэлектричес-ких материалов второе направление приобретает особую остроту, поскольку реальные кристаллы всегда в той или иной степени дефектны.
Появившиеся в последнее время микроскопические модели, с различных позиций описывающие поведение реальных кристаллов вблизи ФП, крайне нуждаются в расширении экспериментальных исследований. В связи с этим представляет интерес изучение различных свойств дефектных кристаллов с использованием нетрадиционных экспериментальных методов и новых физических явлений. Сравнительно недавно было обнаружено, что в предпереходной области некоторых кристаллов наблюдаются крупномасштабные структуры (КМС) с характерными размерами, значительно превышающими период решетки. Так как свойства КМС определяются концентрацией и видом дефектов, а также симметрией кристалла, можно сделать вывод, что детальное изучение этих свойств позволит глубже понять механизм ФП в реальном кристалле.
В то же время большинство методов, сравнительно недавно получивших широкое распространение при изучении сегнетоэлектриков, (радио- и ИК-спекгроскопия, рассеяние нейтронов и рентгеновских лучей и т.д.) либо вообще не чувствительны к наличию КМС, либо дают о ней лишь косвенную икформацию. Поэтому возникает проблема модернизации существующих и разработки ноеых способов визуализации и исследования КМС. Учитывая макроскопические характерные размеры КМС, , можно ожидать, что хорошие перспективы в этом отно-шении будут иметь методы традиционной оптики.
Дель работы состоит в изучении возможностей применения известных и разработке новых оптических методов исследования КМС в
кристаллах различных симметрии, разработке конкретных конструкций экспериментальных установок,а также поиске и исследовании свойств неоднородных состояний в собственном сегнетоэлектрике титанате
бария.
Научная новизна и практическая значимость. Основные результаты настоящей работы являются оригинальными. В ней впервые:
Разработана автоматизированная установка для изучения температурных и угловых зависимостей интенсивности малоуглового рассеяния света.
Предложена комплексная установка для визуализации КМС поля-ризационно-оптическим или теневым методами и одновременного исследования ее оптических свойств.
Обнаружена КМС в ВаТЮз. определена температурная область ее существования, изучена динамика ее зарождения и развития.
Исследованы температурные зависимости двулучепреломления и свехопропускания в кубической фазе ВаГіОз в широком интервале температур.
Исследованы температурные и угловые зависимости интенсивности малоуглового рассеяния света вблизи ФП в ВаТЮз.
Разработан комплекс приборов и устройств для стабилизации и управления температурой, повышения однородности и стабилизации интенсивности лазерного излучения и т.д., позволяющий в заметной степени повысить качество эксперимента.
Применена автоматизация наиболее трудоемких экспериментов, позволяющая многократно сократить временные затраты на их проведение.
Результаты, представленные в диссертации, могут служить основой для разработки простого экспресс-метода оценки качества кристаллических материалов с ФП.
Защищаемые положения.
Комплекс оптических методов для визуализации и изучения свойств КМС.
Автоматизированная установка для исследования температурных и ориентационных зависимостей интенсивности малоугловогс рассеяния света.
Комплекс вспомогательных приборов и устройств для повышения качества эксперимента.
Обнаружение крупномасштабной структуры в области фазового перехода титаната бария.
Экспериментальные исследования процессов зарождения и эволюции КМС, температурной области ее существования, размеров и форм.
Обнаружение аномальных температурных зависимостей оптических свойств КМС.
Особенности температурных зависимостей интенсивности малоуглового рассеяния света.
Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждены на следующих конференциях и семинарах:
-
IV Всесоюзной школе-семинаре по свойствам и применению сегнетоэластиков Днепропетровск, 1988).
-
I Всесоюзной конференции по реальным структурам и свойствам ацентричных кристаллов (Александров, 1990).
-
XIII Всесоюзной конференции по химической термодинамике и калориметрии (Красноярск, 1991)
-
Всесоюзной научно-практической конференции "Проблемы химико-лесного комплекса" (Красноярск, 1993)
-
Международной конференции по апериодичньм кристаллам (Лозанна, Швейцария, 1994).
-
II Российской научно-практической конференции "Проблемы химике-лесного комплекса" (Красноярск. 1994).
-
II Международной конференции по реальным структурам и свойствам ацентричных кристаллов (Александров, 1995).
По материалам, представленным в диссертации, опубликовано 16 работ, список которых приведен в конце.реферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии. Она изложена на 141 странице, в том числе содержит 28 рисунков. Библиография включает 148 названий отечественных и зарубежных источников.
