Просторово-модульовані стани в діелектричних кристалах з неспівмірною фазою

1. Проведені оптичні та діелектричні дослідження підтвердили існування в кристалах з НС фазою метастабільного хаотичного стану солітонів, причиною якого є пінінг солітонів на дефектах. З'ясовано, що рухомі і нерухомі дефекти неадекватно впливають на динаміку солітонної структури. Нерухомі дефекти зумовлюють існування глобального гістерезису, температурних циклів типу “паралелограм” і діелектричної пам'яті та гістерезису фазового переходу НС- співмірна фаза. Наявні в кристалі рухомі дефекти і домішки спричинюють утворення хвилі густини дефектів під впливом модульованої структури.

Ш У разі рентгенівського опромінення кристалів [N(CH3)4]2ВCl4 (де В=Zn; Cu; Mn; Fe) виникають малорухомі дефекти, концентрація яких пропорційна до часу опромінення. Природа рентгенівських дефектів у цих кристалах пов'язана із руйнуванням водневих зв'язків і, тим самим, знімається заборона на коливання в групах -СН-2 і -СН-3. Наявність таких дефектів зумовлює локальні зміни фази НС структури, що призводить до втрати регулярного розподілу DC`s (розспівмірностей) вздовж осі модуляції.

Ш Визначено, що коли швидкість дифузії рухомих дефектів є близькою до швидкості руху солітонів структури, то відбувається процес зростання величини надлишкової концентрації домішок біля DC`s. Показано, що природа ефекту „в'язкої” взаємодії, пов'язана з надлишковою концентрацією дефектів навколо солітона, і впливу цієї надлишкової концентрації на рух солітонів.

Ш Коли швидкість дифузії рухомих дефектів є набагато більшою від швидкості руху солітонної структури, то це зумовлює виникнення хвилі густини дефектів із періодом що дорівнює періоду модульованої структури. Отримані результати свідчать про виявлення нового стану неспівмірних модульованих структур, який характеризуються суперпозицією декількох хвиль модуляції в одному кристалографічному напрямі. Сумарна модуляція структури в цьому випадку відбувається через суперпозицію таких хвиль модуляцій. Температурним відпалюванням в різних температурних точках в середині неспівмірної фази можна індукувати в кристалі складні модуляції, які складаються з декількох стабілізаційних хвиль. Природа ефекту термооптичної пам'яті полягає у збігові періодів принаймні двох хвиль модуляцій, одна з яких є стаціонарною хвилею густини дефектів.

2. Дослідження впливу градієнтних чинників (градієнтів температури, концентрації рентгенівських дефектів, механічних напружень і електричних полів) на неспівмірну структуру кристалів [N(CH3)4]2CuCl4 і [N(CH3)4]2ZnCl4 свідчать, що дія градієнтів вздовж осі модуляції спричинює, у разі зміни температури, коливання густини розспівмірностей, що проявляється в аномальній температурній поведінці двозаломлювальних і діелектричних характеристик. Показано, що у разі впливу градієнтних чинників утворюються топологічні дефекти, при цьому хвиля густини дефектів містить певну сукупність частот хвиль модуляцій.

3. З'ясовано, що величини сили пінінгу Fpin неспівмірної структури на дефектах залежать від концентрації дефектів і не залежать від природи зовнішніх впливів. Отримані значення Fpin за порядком величини (~10-8 Н) добре узгоджуються з даними інших авторів.

4. З'ясовано, що в неспівмірних фазах простежуються подвійні петлі гістерезису двох типів за природою їх існування.

Ш Перший тип простежено в співмірних довгоперіодичних фазах (які виникають в НС фазі) і природа появи їх зумовлена взаємодією двох хвиль модуляцій. У процесі отримання таких петель гістерезису в співмірній області неспівмірної фази відбувається процес утворення хвилі густини дефектів з хвильовим вектором, який відповідає хвильовому вектору неспівмірної структури (в цьому випадку хвильовий вектор неспівмірності набуває співмірного значення вищого порядку). Утворюється стан, в якому співіснують дві хвилі модуляції - стаціонарна хвиля розподілу густини дефектів та хвиля модуляції, хвильовий вектор якої змінюється зі зміною температури. В умовах переполяризації доменів відбувається процес переходу кристала з неоднорідного в однорідний стан зі зникненням солітонної структури. При цьому залишається слід - хвиля просторового розподілу густини дефектів, яка є зародком у разі зворотного процесу. Отже виникаюча суперпозиція існуючих хвиль модуляцій і зумовлює появу аномальної поведінки фізичних величин.

Ш Другий тип спричинений переходом від однієї співмірної області до іншої під дією зовнішнього впливу. Такий перехід відбувається внаслідок зміни фази параметра порядку неспівмірної структури під дією зовнішнього впливу. Із отриманих подвійних електрооптичних петель видно, що перехід від однієї співмірної області до другої є неперервним.

5. Електричне та механічне напруження порушує умови взаємодії модульованої структури із дефектами і тим самим зумовлює водночас розширення температурних областей метастабільності, спричинюючи появу аномальних змін фізичних величин з температурою; приводить до зміни температурних областей локалізації хвильового вектора несумірності на співмірних значеннях вищого порядку.

6. Досліджено, що коли електричні та механічні напруження, які виникають у кристалі внаслідок зовнішньої дії, мають ті ж трансформаційні властивості, що й відповідні незвідні представлення, за якими перетворюються параметри порядку, то відбувається відбір відповідних значень локалізації хвильового вектора неспівмірності.

7. В НС фазі виявлено “пульсуючий” характер деформації оптичної індикатриси, і її поворот у співмірних областях. Зростання деформації оптичної індикатриси зумовлений накладанням фазонної гілки коливань на швидкість поширення світла вздовж осі модуляції. Поворот оптичної індикатриси, який спостерігався в областях існування ДПС фаз, свідчить про виникнення параметра порядку в цих областях.

8. Показано, що в температурній області існування довгоперіодичної співмірної фази відбувається процес зародження нових неспівмірностей (солітонів), що зумовлює появу додаткового розсіяння світла на векторі збурення.

9. У перехідній області співіснують, як мінімум, дві довгоперіодичні співмірні фази, і відбувається плавний перехід від однієї до іншої. Показано, що точкова симетрія цих співмірних областей є різною, навіть якщо хвильові вектори надструктури розміщені як завгодно близько один від одного. В результаті їхньої суперпозиції виникає хвиля модуляції, яка і робить основний внесок в аномальну поведінку (nі) у перехідній області при малих швидкостях руху солітонів. Коли світло поширюється не в напряму осі модуляції, виникнення аномалій (nі) в умовах “в'язкої взаємодії” спричинене зміною хвильового вектора неспівмірної структури, а в напряму осі модуляції - зміною величини, що відповідає за фазу модульованої структури.

10. Визначено, що в неспівмірній фазі в полі модульованої структури відбувається процес формування хвилі просторового розподілу густини дефектів. Коли період хвилі густини дефектів збігається з періодом модульованої структури, то прояв їхньої взаємодії полягає в розширенні температурної області існування метастабільного стану. У випадку, коли періоди цих двох хвиль модуляцій не збігається, але є близькими один до одного, то внаслідок їхньої суперпозиції утворюється хвиля модуляції з різницевим значенням k=k1+k2, яка зумовлює аномальну поведінку оптичного двопроменезаломлення [366]. Показано, що в перехідній області відбувається суперпозиція двох хвиль модуляції, які відповідають двом близьким метастабільним станам (співмірним фазам).

11. Отримано фазові діаграми стану кристалів [N(CH3)4]2МеCl4 (Me= Zn; Cu; Mn; Fe; Co) від часу рентгенівського опромінення, величини зовнішніх механічних напружень і прикладених електричних полів. В рамках феноменологічного підходу пояснено ,Т-, і Е,Т- діаграми, на яких простежені не лише локалізація хвильового вектора НС структури на співмірних значеннях вищого порядку, а також відбір відповідних співмірних значень. Показано, що електричне поле Ех індукує нову співмірну (С2) полярну фазу (С2н9-P21cn) в кристалі [N(CH3)4]2CuCl4. З'ясовано, що фазові переходи між неспівмірною і співмірними фазами (І1-С1 І1-С2) є неперервними фазовими переходами. Показано, що коли дія електричного поля, яка є спряжена до спонтанної поляризації Рх (виникає в індукованій фазі), і перетворюється відповідно до незвідного представлення В1u(х) вихідної фази, зумовлює появу нової сегнетоелектричної фази в кристалі [N(CH3)4]2CuCl4.

Список основних публікацій автора

Sveleba S., Polovinko I., Bublyk M., Kapustianik V., Zhmurko V. Peculiarities of the piezooptic effect in the incommensurate crystals // Phys. stat. sol. (a). - 1995. - Vol.191, № 1. - P.227-234.

Polovinko I., Kapustianik V., Zhmurko V., Bublyk M.Sveleba S.A Interaction of Defects with the Incommensurate Structure in (N(CH3)4)2MeCl4 Crystals Using Dielectric and Birefringence Measurements // Ferroelectrics. - 1994. - Vol. 153, №1. - P.327-332.

Влох О.Г., Настишин Ю.А., Половинко И.И., Свелеба С.А. Проявление несоразмерности в оптических свойствах голубых жидкокристаллических фаз. // Письма ЖТФ. - 1990. - Т.16, Вып.7. - С. 29-33.

Polovinko I.I., Sveleba S.A., Kapustianik V.B., Zhmurko V.S. Interaction of the incommensurate structure with defects in crystals of [N(CH3)4]2BCl4 (B = Zn, Cu, Mn) and (NH2(CH3)2)2CuCl4 // Phys. stat. sol. (a). - 1992. - Vol. 131, № 1. - P. K13-K18.

Влох О.Г., Жмурко В.С., Половинко И.И., Мокрый В.И., Свелеба С.А. Индуцированные дефектами соразмерные фазы в кристаллах [N(CH3)4]2BCl4 (B= Zn, Cu, Mn) and (NH2(CH3)2)2CuCl4 // Кристаллография. - 1991. - Т. 36, Вып.3 - С. 769-771.

Sveleba S., Polovinko I., Zhmurko V., Trybula Z., Kempinski W., Zuk T. The influence of incommensurate modulation on the electric properties of TMA-ZnCl4 , TMA-CoCl4 // Phys.B. - 1993. - Vol.183, № 1-2. - P. 183-186.

Polovinko I., Sveleba S., Kapustianik V., Zhmurko V. Manifestation of amplitude and phase order parameter in the birefringence properties of TMA-FeCl4 crystals // Phys.Stat.Sol. (a). - 1993. - Vol.135, № 1. - P. 143-150.

Polovinko I., Sveleba S., Zhmurko V., Trybula Z., Kempinski W., Stankowski J. The influence of an electric field on the interaction of an incommensurate structure with defects in TMA-ZnCl4 , TMA-СоCl4 crystals // Phys.Stat.Sol. (a). - 1993. - Vol.135, № 2. - P. 527-537.

Polovinko I.I., Sveleba S.A., Kapustianik V.B., Bublyk M.I., Krochuk A.S. Manifestation of defect network around a soliton in the incommensurate [N(CH3)4]2FеCl4 crystals. // Ferroelectrics. - 1995. - Vol.172, №1. - P. 331-336.

Kapustianik V.B., Polovinko I.I., Sveleba S.A., Vlokh O.G., Zhmurko V.S. New effect in incommensurate phase of X-ray irradiated [N(CH3)4]2CuCl4 and [N(CH3)4]2ZnCl4 crystals // Europhys. Lett. - 1992. - Vol. 19, № 5. - P. 429-432.

Sveleba S.A., Zhmurko V.S., Kapustianik V.B., Polovinko I.I.,Trybula Z. Influence of concentration, temperature, and field gradients on the birefringence and dielectric properties of incommensurate [N(CH3)4]2ZnCl4 and [N(CH3)4]2CuCl4 crystals // Phys. Stat. sol. (a). - 1992. - Vol.133, № 2. - P. 481-490.

Sveleba S.A., Kapustianik V.B., Polovinko I.I., Krochuk A.S., Bublyk M.I., Zhmurko V.S., Trybula Z. New eefect in the incommensurate phase caused by the crystal shape // Phys. Stat. Sol. (a). - 1995. - Vol.147, №2. - P. 625-632.

Половинко И.И., Свелеба С.А., Жмурко В.С. Модификация несоразмерной фазы в облученных кристаллах [N(CH3)4]2FeCl4 // Кристаллография. - 1992.- Т.37, Вып.2. - С. 521-524.

Свелеба С.А., Капустяник В.Б., Панківський Ю.І., Храбанський Р. Двопроменезаломні та пєзооптичні властивості кристалів (МgSiF6)·6Н2О // УФЖ. - 2000. - Т.45, №1. - С.81-86.

Влох О.Г., Жмурко В.С., Половинко И.И., Свелеба С.А. О проявлении ступенек “чортовой лестницы” в кристаллах ТМА-FeCl4 //Кристаллография. - 1991. - Т.36, Вып.6. - С. 1315-1317.

Влох О.Г., Жмурко В.С., Половинко И.И., Свелеба С.А. Индуцированные механическим напряжением соразмерные фазы в НС сегнетоэластиках // Изв. АН СССР, Cер. физ. - 1992. - Т.56, №10 - С. 44-47.

Влох О.Г., Жмурко В.С., Половинко И.И., Свелеба С.А. Свойства несоразмерной фазы кристаллов ТМА-МnCl4 в поле одноосных механических напряжений 4 , 5 , 6 // Кристаллография. - 1992. - Т.37, Вып. 2. - С. 525-529.

Влох О.Г., Жмурко В.С., Половинко І.І., Свелеба С.А. Вплив іонного заміщення Ni2+ на двопроменезаломлення неспівмірних кристалів [N(CH3)4]2ZnCl4 // Укр. фіз. журн. - 1990. - Т.35, №10. - С. 1493-1495.

Влох О.Г., Жмурко В.С., Половинко И.И., Свелеба С.А. Влияние рентгеновского облучения на двулучепреломление кристалов [N(CH3)4]2ZnCl4 // Журн. технич. физ. - 1991. - Т.61, Вып.5. - С.128-130.

Влох О.Г., Половинко И.И., Свелеба С.А. Взаимодействие несоразмерной структури с дефектами в кристаллах [N(CH3)4]2MeCl4 (Me= Zn, Cu, Mn) // Изв. АН СССР, Сер. физ. - 1991. - Т.55, № 3. - С. 491-495.

Влох О.Г., Жмурко В.С., Половинко І.І., Свелеба С.А. Вплив рентгенівського опромінення на двопроменезаломлюючі властивості кристалів [N(CH3)4]2МnCl4 в їх неспівмірній фазі // Укр. фіз. журн. - 1990. - Т. 35, № 11. - С. 1651-1652.

Влох О.Г., Жмурко В.С., Половинко І.І., Свелеба С.А. Фазовые диаграммы несоразмерных кристаллов [N(CH3)4]2BCl4 (B=Cu, Mn, Zn) в координатах температура - доза рентгеновского облучения // Кристаллография. - 1991. - Т.36, Вып. 2. - С. 502-503.

Vlokh O.G., Polovinko I.I., Zhmurko V.S., A., Bublyk M.I. Birefringence and phase diagrams of (N(CH3)4)2CuCl4 crystals at mechanical у5 and у6 stresses action // J. Tech. Phys. - 1993. - Vol.63, N 5. - P.55-60.

Sveleba S.A., Zhmurko V.S., Pankivskyi Yu.I. Behaviour of the optical birefringence in conditions of the “viscous” interaction // Act.Phys.Polon.(A). - 2000. - V.97, № 2. - P. 337-348.

Свелеба С.А., Жмурко В.С., Половинко И.И., Катеринчук И.Н., Семотюк О.И., Фицыч О.И., Фургала Ю.М. Особенности разссеяния света в кристаллах с несоразмерной фазой // ЖПС. - 2000. - Т.67, № 5. - С. 681-683.

Влох О.Г., Жмурко В.С., Свелеба С.А. Вплив механічного напруження на двопроменезаломлюючі властивості кристалів [N(CH3)4]2ZnCl4 // Укр. фіз. журн. - 1992. - Т.37, № 6. - С. 830-833.

Sveleba S., Pankivskyi Yu., Hrabanski R. Characteristic features of the modulated phases in (MgGeF6)6H20 crystals // Acta Phys.Polonica (A). - 2004. - Vol.106, № 4. - P. 467-474.

Polovinko I.I., Sveleba S.A., Vlokh O.G., Zhmurko V.S. Influence of mechanical stress on the birefringence properties of [N(CH3)4]2ZnCl4 crystals // Acta Phys. Polonica (A). - 1992. - Vol.81, № 3. - P. 409-412.

Влох О.Г., Жмурко В.С., Половинко И.И., Свелеба С.А. Особенности поведения двулучепреломления кристаллов Cs2CdBr4 и Cs2HgBr4 в поле одноосного механического напряжения // ФТТ. - 1991. - Т. 33, № 10. - С.3109-3112.

Влох О.Г., Жмурко И.С., Половинко І.І., Свелеба С.А. Вплив одновісного механічного напруження на двопроменезаломлюючі властивості неспівмірної фази кристала Cs2CdBr4 // Укр. фіз. журн. - 1991. - Т.35, № 7. - С. 1040-1041.

Vlokh O.G., Bublyk M.I., Zhmurko V.S., Polovinko I.I., Sveleba S.A. Peculiarities of the 6,Т- and 3,Т-diagrams of (N(CH3)4)2FeCl4 crystals // Ukr. J. of Phys. - 1992. - Vol. 37, № 9. - P. 1390-1394.

S. Sveleba, O. Semotyuk, I. Katerynchuk, Yu. Furgala and Yu. Pankivskyi The Stochastic Mode of the Modulated Structure in [N(CH3)4]2MeCl4 Dielectric Crystals // Acta Phys.Polonica (A). - 2006. - Vol.109, №. 6. - P. 695-700.

Sveleba S., Zhmurko V., Kapustianik V., Polovinko I., Trybula Z. Influence of electric field and mechanical stresses on the properties of incommensurate phases in [N(CH3)4]2ZnCl4 and [N(CH3)4]2CoCl4 crystals // Phys. stat. sol. (a). - 1993. - Vol.140, № 2. - P. 573-585.

Свелеба С.А., Бублик М.И., Половинко И.И., Чапля З. Двупреломляющие и пьезооптические свойства кристаллов RbHSeO4 // Кристаллография. - 1993. - Т.38, Вып.5. - С. 152-156.

Dzhala V., Polovinko I., Kapustianik V., Sveleba S. Manifestation of Incommensurate Modulation in Raman Spectra of (N(CH3)4)2ZnCl4 Crystals // Molecular Phys. Rep. - 1994. - Vol.6. - P.140-147.

Sveleba S., Polovinko I.I., Zhmurko V., Pankivskyi Yu. Manifestation of coexistence of the long - periodic phase with the incommensurate phase // Acta Phys.Polonica (A). - 1999. - Vol.96, № 3-4. - P. 437-444.

Sveleba S., Polovinko I., Bublyk M., Kapustianik V., Trybula Z. Physical properties of commensurate domains in an incommensurate phase. // Phys. Stat. Sol. (a). - 1995. - Vol.147, №2. - P. 611-624.

Свелеба С.А., Катеринчук И.Н.,Семотюк О.В., Половинко И.И., Фургала Ю.М., Фицыч О.И. Взаимодействие волны плотности дефектов с модулированной структурой в кристаллах с несоразмерной фазой // ЖПС - 2005 - Т.72, №5. - С.632-639.

Sveleba S., Kapustianik V., Polovinko I., Bublyk M., Czapla Z., Styrkowec R. Specific sequence of commensurate long-period regions inside the incommensurate phases. // Phys. Stat. Sol. (a). - 1995. - Vol.147, №1. - P. 257-266.

Свелеба С.А., Половинко І.І., Панківський Ю.І., Сергатюк В.А., Бублик М.І., Мокрий В.І. Співіснування сумірних фаз у несумірній фазі // Укр. фіз. журн. - 1997. - Т.42, №3. - С. 294-300.

Свелеба С.А., Половинко І.І., Панківський Ю.І., Капустяник В.Б., Жмурко В.С., Мокрий В.І., Трибула З. Діелетричні властивості кристалів [N(CH3)4]2FeCl4 під впливом електричного поля // Укр. фіз. журн. - 1997. - Т.42, №9 - С. 1133-1135.

Sveleba S., Kapustianik V., Polovinko I., Bublyk M., Zhmurko V. Behaviour of the optical indicatrix and small-angle light scattering in the case of “devil's staircase”. // Phys.Stat.Sol.(b). - 1994. - Vol.183, №1. - P. 291-298.

Sveleba S., Kapustianik V., Polovinko I., Krochuk A., Bublyk M. Scattering of light on small angles in the conditions of devil's staircase existence within the incommensurate phase. // Phys.Stat.Sol.(b). - 1994. - Vol.186, №1. - P. 289-302.

Kityk A.V., Soprunyuk V.P., Vlokh O.G., Sveleba S.A., Czapla Z. The incomplete devil's staircase of betaine calcium chloride dihydrate: acoustic investigation at high pressures // J.Phys.:Condens.Matter. - 1993. - Vol.5, №40. - P. 7415-7424.

Свелеба С.А., Половинко И.И., Бублык М.И., Кусто В.Й. Двулучепреломляющие свойства несоразмерных фаз типа “RE-ENTER” в кристаллах (C3H7NH3)2MeCl4 (Me=Cu, Cd, Mn) // Кристаллография. - 1995. - Т. 40, Вып. 1. - С. 104-112.

Свелеба С.А.,Катеринчук І.М.,Семотюк О.В., Куньо І.М. Взаємодія модульованої структури з дефектами у кристалах з несумірною фазою // Журнал фізичних досліджень. - 2005. - Т. 9, №1. - С.334 - 350.

Polovinko I.I., Kapustianik V.B., Sveleba S.A., Bublyk M.I.,Zhmurko V.S. Peculiarities of the piezooptic effect in the incommensurate crystals // Phys. stat. sol.(b). - 1995. - V.191, № 1. - P.227-234.

Свелеба С, Катеринчук І., Семотюк О., Фіцич О. Фазова діаграма кристала [N(CH3)4]2CuCl4 // Вісник Львів. ун-ту. Сер. фіз. - 2001. - №.34. - C.30-37.

Половинко І., Рузак О., Свелеба С., Катеринчук І., Семотюк О., Фіцич О. Автоматизація температурних досліджень приросту оптичного двопроменезаломлення методом Cенармона // Вісник Львів. ун-ту, Сер. фіз. - 2002, №35. - С. 48-53.

Свелеба С.А., Катеринчук І.М., Семотюк О.В., Куньо І. Природа ефекту термооптичної пам'яті в неспівмірних фазах кристалів групи А2ВХ4// Вісник Львів. ун-ту, Сер. фіз. - 2004, № 37. - С.268-273.

Свелеба С.А. Вплив електричного поля на модульовану структуру неспівмірної фази кристалів [N(CH3)4]2CuCl4 // Вісник Львів. ун-ту, Сер. фіз. - 1998, № 30. - С. 47-53.

Свелеба С.А., Семотюк О.В., Катеринчук І.М.,Фіцич О.М. Подвійні петлі гістерезису в неспівмірних фазах кристалів [N(CH3)4]2CuCl4, [N(CH3)4]2ZnCl4 [N(CH3)4]2CoCl4 // Вісник Львів. ун-ту, Сер. фіз. - 2004, № 37. - С. 174-183.

Половинко І.І., Свелеба С.А., Катеринчук І.М., Семотюк О.В., Жмурко В.С., Фургала Ю.М. Прояв “вязкої взаємодії” в кристалах [N(CH3)4]2CuCl4 // Вісник Львів. ун-ту, Сер. фіз. - 2000, № 33. - С. 67-72.

Polovinko I.I., Sveleba S.A., Zhmurko V.S., Kapustianik V.B. Influence of elecrtic, mechanic fields and irradiation on the properties of incommensurate structure // 12th General conference of the condensed Matter division. Abstracts. Praha. - 1992. - P.184.

Половинко І.І., Свелеба С.А., Катеринчук І.М., Семотюк О.В. Просторово - промодульовані стани в неспівмірних фазах кристалів групи А2ВХ4./ Матеріали міжнародної конференції “Фізика невпорядкованих систем”. Львів 14-16 жовтня. - 2003. - С. 6-8.

Polovinko I.I., Sveleba S.A., Zhmurko V.S. Discommensuration motion influence on birefringence and dielectric properties of [N(CH3)4]2MeCl4 crystals / 2nd international symposium on domain structure of ferroelectrics and related materials. Abstracts. Nantes. - 1992. -P. 121.

Sveleba S.A., Polovinko I.I., Bublyk M.I., Kapustianik V.B., Zhmurko V.S. Peculiarities of the piezooptic effect in the incommensurate crystals / The ninth International symposium on the applications of ferroelectrics. Pennsylvania, USA. - 1994. - P. 59.

Zhmurko V.S., Sveleba S.A., Krochuk A.S. Discommensuration dynamics under electric field and mechanical stress influence / The fifth International symposium on ferroic domains and mesoscpic structures. Pennsylvania, USA. - 1998. - P.51.

Polovinko I.I., Sveleba S.A., Bublyk M., Kapustianik V.B. Manifestation of defect network around soliton of incommensurate TMA-MeCl4 crystals / 3rd Intern. Semp. On Domain Structure of Ferroelectrics and Related Materials, Zakopane, Sept. 6-9 1994. Wroclaw: Wroclaw University. - 1994. - P. 4-6.

Sveleba S., Semotyuk O., Katerynchuk I. “Optical properties of incommensurate phases in soliton regime” /X-th international seminar on physics and chemistry of solids”. 6-9 June 2004, Lviv.- P.90.

Sveleba S., Polovinko I., Bublyk M., Kapustianik V., Styrkowec R., and Chapla Z. The peculiarities of the electrooptic coefficient behaviour in the incommensurate phase of the A2BX4 group crystals / The Fifth Russian-Japanese Symposium on Ferroelectricity. Moscow, Russia, August 22-27, 1994. - P.18.

Анотація

Свелеба С.А. Просторово-модульовані стани в діелектричних кристалах з неспівмірною фазою. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07.- фізика твердого тіла. - Фізико-технічного інституту низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України, м. Харків, 2006.

У дисертації зроблено спробу визначення закономірностей впливу концентрації дефектів, електричного поля та механічних напружень на температурну та часову динаміку неспівмірно модульованої структури оптичними та діелектричними методами, та динаміку кристалічної ґратки і послідовність фаз у кристалах, що мають неспівмірні фази.

Експериментально і теоретично вивчено динаміку неспівмірної модуляції в діелектричних кристалах. Визначено, що коли сила взаємодії між солітонами наближається до сили взаємодії солітон-дефект, в кристалі виникає новий стан неспівмірної модульованої структури, який характеризується існуванням декількох хвиль модуляції в одному кристалографічному напрямі, а її динаміка відбувається через суперпозицію існуючих хвиль модуляцій. Показано, що коли електричні та механічні напруження, які виникають в кристалі внаслідок зовнішньої дії, мають ті самі трансформаційні властивості, що й відповідні незвідні представлення, за якими перетворюються параметри порядку, відбувається відбір відповідних значень локалізації хвильового вектора неспівмірності.

Ключові слова: неспівмірна фаза, просторово-модульовані стани, розспівмірності, в'язка взаємодія, ефект термооптичної пам'яті, фазові діаграми стану.

Аннотация

Свелеба С.А. Пространственно-модулированные состояния в диэлектрических кристаллах с несоразмерной фазой. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.07.- физика твердого тела. - Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины, г. Харьков, 2006.

Диссертация посвящена изучению закономерностей влияния концентрации дефектов, электрического поля и механических напряжений на температурную и временную динамику несоразмерной модулированной структуры оптическими и диэлектрическими методами, динамику кристаллической решетки и последо-вательность фаз в кристаллах, которые имеют несоразмерную фазу.

Экспериментально и теоретически изучено динамику несоразмерной модуляции в диэлектрических кристаллах. Установлено, что когда сила взаимодействия между солитонами приближается к силе взаимодействия солитон-дефект, в кристалле возникает новое состояние несоразмерной модулированной структуры, которое характеризируется существованием нескольких волн модуляции в одном кристаллографическом направлении, а её динамика осуществляется через суперпозицию существующих волн модуляций. Показано, что когда электрические и механические напряжения, которые возникают в кристалле вследствии внешнего воздействия, владеют теми же трансформационными свойствами, что и соответствующие неприводимые представления, за которыми превращаются параметры порядка, происходит отбор соответствующих значений локализации волнового вектора несоразмерности.

Ключевые слова: несоразмерная фаза, пространственно-модулированное состояние, солитон, вязкое взаимодействие, эффект термооптической памяти, фазовые диаграммы состояния.

Abstract

Sveleba S.A. The spatially modulated states in dielectrics with the incommensurate phase. - Manuscript.

Thesis for a doctor's degree in physical and mathematical sciences by speciality 01.04.07.- physics of solid state. _ B.Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv 2006.

The dissertation is devoted to determination of the regularities of the defect concentration, the electric field and the mechanical strengths influence on temperature and time dynamics of the incommensurably modulated and the crystal lattice dynamics, the phase sequence in the crystals with incommensurate phase by optical and dielectric methods.

The common regularity of the defect influence on the modulated structure dynamics has been determined. The stationary defects cause the local changes of the phase of incommensurate structure. The movable defects as a result of their ordering in the modulated structure field induce appearing of several modulation waves in one crystallo-graphic direction. In this case the total modulation is determined through the superposition of the such modulation waves. It has been found at first that the topologic defects - the soliton density wave - are created under the gradient factors influence. The model of the limiting condition influence on the modulated structure dynamics has been proposed.

The experimental and theoretical data testify that in incommensurate phase under the modulated structure field the spatial defect density distribution wave forms. Their interaction should be considered as deformation process of the main structure under the defect density wave influence. When period of the defect density wave coincides with the period of the modulation structure wave then their interaction is followed by the widening of the temperature range of metastable state existence. In the case when the periods of these two waves do not coincide but if they are close to each other then the modulation wave with difference value of the modulation wave vector will appear as the result of their superposition.

It has been found the common regularities of the influence of the mechanical stress and the electric field on the modulated structure. The mechanical and electric strengths break the conditions of interaction of modulated structure with defects causing widening of the metastability temperature regions and appearing of the anomalous changes of the physical parameters. It has been proven that when the external actions transform by the same unreducible representations as the corresponding order parameters then the selection of corresponding commensurate values of the incommensurability wave vector occurs.

It has been elucidated that temperature dependence of effective piezooptic coefficients in incommensurate phase is non-monotonous and caused by the change of the phase as well as the amplitude of order parameter.

The notions about nature of the hysteresis double electro-optic loops in the metastable states have been developed. It has been found that in the conditions of domain repolarization the transition from non-homogeneous state into homogeneous one with the soliton structure disappearing occurs in the crystal. In this case the vestige (wave of the defects' density spatial distribution) remains, which serves as a germ at reverse process.

It has been determined the contribution of the phase of order parameter into behavior of the optical birefringence. The experimental and theoretical data show that when the light does not propagates in direction of the modulation axis one can observe the contribution of the incommensurability wave vector, if light propagates along the modulation axis -- the contributions of change of the modulation structure phase.

In temperature range of metastable state existence the nucleation process of new discommensuration (soliton) is followed by the additional light scattering on the disturbance vector.

In the condition of the modulated structure harmonic existence the incommensurate phase should be considered as sequence of the commensurate long-periodic phases divided by the transitional regions. As a minimum two modulation waves coexist in transitional regions. As a sequence of their superposition the resulting modulation wave appears which determines the behavior of the physical parameters.

It has been experimentally revealed that the optical effects caused by the superstructure is determined by the ratio d/. In the condition of d>> one can observe the diffraction of light beam on the periodic structure created by superposition of the spatial modulation waves and the anomalous behavior of the optical birefringence. At d<< one can observe the diffusive light scattering.

It has been proven that the electric field Ех induces the new commensurate (С2) polar (С2н9-P21cn) phase in [N(CH3)4]2CuCl4 crystal. It has been elucidated that the phase transitions between the incommensurate and the commensurate phases (І1-С1 І1-С2) are continuous. One has prove the conclusion that when the electric field action is conjugated to the spontaneous polarization Рх then the new ferroelectric phase appears in [N(CH3)4]2CuCl4crystal.

Key words: incommensurate phase, spatially modulated states, discommensurations, viscous interaction, thermooptic memory effect, state phase diagrams.

Размещено на Allbest.ru