Вышедшие номера
Структурная неустойчивость в кристаллах BaZrO3: расчеты и эксперимент
Лебедев А.И.1, Случинская И.А.1
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Email: swan@scon155.phys.msu.ru
Поступила в редакцию: 4 марта 2013 г.
Выставление онлайн: 20 августа 2013 г.

Из первых принципов методом функционала плотности рассчитан фононный спектр кубического цирконата бария. Неустойчивый фонон симметрии R25, наблюдаемый в фононном спектре, свидетельствует о неустойчивости структуры BaZrO3 относительно поворотов кислородных октаэдров. Показано, что основное состояние кристаллов имеет симметрию I4/mcm. С целью поиска предсказываемой расчетами неустойчивости исследована локальная структура BaZrO3 методом EXAFS-спектроскопии при 300 K на LIII-крае поглощения Ba. Аномально высокие значения фактора Дебая-Уоллера для пар атомов Ba-O (sigma21~0.015 Angstrem2) связываются с проявлением обсуждаемой структурной неустойчивости. Оцененная по измеренным значениям sigma21 средняя амплитуда поворотов октаэдров, вызванных тепловыми колебаниями, составляет ~4o при 300 K. Близость расчетных энергий различных искаженных фаз, появляющихся при конденсации моды R25, позволяет предположить возможность образования состояния структурного стекла в BaZrO3 при понижении температуры и таким образом объяснить причину расхождения результатов расчетов и эксперимента по дифракции. Работа частично поддержана грантом РФФИ N 13-02-00724.