Интенсивное исследование кристаллов группы A₂BX₄ связано с большим разнообразием наблюдаемых в них фаз - сегнетоэлектрических, сегнетоэластических, несоразмерных. Настоящая работа посвящена исследованию температурной зависимости теплоемкости одного из представителей этого семейства - Cs₂HgCl₄ (тетрахлормеркурата цезия), который обнаруживает сложную последовательность фазовых переходов [1-5]. Количество аномалий различных физических свойств, обычно характерных для структурных фазовых переходов, с увеличением точности измерений росло и достигло семи по данным диэлектрических свойств [5]. Cs₂HgCl₄ при нормальных условиях имеет структуру производную от beta-K₂SO₄ (пр. гр. P 2₁2₁2₁) [6] и постоянные элементарной ячейки a=9.798, b=7.585, c=13.384 Angstrem. Исследования проводились на монокристаллах, выращенных из расплава. Геометрический размер образца составлял 0.45x0.42x0.025 cm. Измерения теплоемкости проведены на автоматизированной установке для измерения малых образцов методом температурных осцилляций, которые возбуждались светом [7]. Средняя температура калориметра измерялась медь-константановой термопарой с диаметром проводов 100 mum, а температурные осцилляции - хромель-константановой термопарой с диаметром проводов 25 mum. Скорость изменения температуры не превышала 0.1 K/min, а в области фазовых переходов - не более 0.05 K/min. Данные в процессе измерения обрабатывались компьютером Pentium 75. Результаты измерения теплоемкости C_P кристалла Cs₂HgCl₄ приведены на рисунке. На этом же рисунке приведена температурная зависимость диэлектрической проницаемости varepsilon, подробно исследованная в [5]. Как видно из рисунка, наиболее выраженные аномалии C_P, характерные для фазовых переходов, проявляются при следующих температурах: T₁=219, T₃=193, T₃=182.5, T'₃=177, T₄=173.0, T₅=163.5, T₇=120 K. Некоторые различия в температурах переходов, определенные из калориметрических и диэлектрических свойств исследованного образца Cs₂HgCl₄, могут быть обусловлены несколькими причинами, в частности, градуировкой термопар и температурным режимом измерения. [!b] =4.1mm #1.#2.#3. height #1pt depth #2pt width #3pt Энтальпия Delta H, энтропия Delta S и Delta S/R для фазовых переходов при температурах T₄=173, T'₃=177, T₃=182.5, T₂=193 K l|c|c|c 12.6.0. T_c, K & Delta H, J/mol & Delta S, J/mol·K & Delta S/R 0pt11pt 173 & 0.043 & 0.034 & 0.0041 177 & 0.018 & 0.015 & 0.0018 182.5 & 0.049 & 0.070 & 0.0084 193 & 0.024 & 0.034 & 0.0041 Изменение C_P при T₁=219 K напоминает аномалию, характерную для структурного фазового перехода и может быть связано с переходом в несоразмерную фазу, так как температура T₁ приблизительно совпадает с точной перехода, определенной из измерений ЯКР [2] и диэлектрической проницаемости [5], где на основании анализа температурных зависимостей свойств сделан вывод, что при этой температуре реализуется переход в несоразмерную фазу. При T₂~193 K отмечается lambda-аномалия, которая отмечается также по данным varepsilon₂(T) и поляризации P₂(T) [5]. Согласно [5,6], при T₂ осуществляется переход в полярную фазу. В области T₃=182.5 K наблюдается наибольшая по величине lambda-аномалия теплоемкости. Эта аномалия отмечалась ранее и в работах [3,4] и интерпретировалась как переход в сегнетоэластическую фазу. Аномалии C_P при T₄~= 173 K и T₅=163.5 K подтверждают выводы, сделанные из диэлектрических и рентгеновских исследований [6] о том, что в этом температурном интервале возникает новая фаза, которая является полярной. Обнаружение при T'₃~= 177 K аномалии C_P наводит на мысль о наличии еще одного фазового перехода в кристалле Cs₂HgCl₄. Имеющиеся экспериментальные данные пока не позволяют более определенно интерпретировать природу фазовых переходов при T'₃~= 177 K и T₇~= 120 K. Следует заметить, что при T'₃~= 177 K наблюдается излом и на кривой varepsilon₂(T). Отметим также, что фазовый переход при T₆~= 162 K отмечался на зависимости varepsilon₂(T) только на образцах кристалла Cs₂HgCl₄, выращенных из раствора [5]. В таблице представлены величины изменения энтальпии и энтропии, связанные с фазовыми переходами. Малые значения Delta S/R указывают на то, что эти фазовые переходы могут быть отнесены к переходам типа смещения. [!tb] [width=]n352.eps Температурная зависимость теплоемкости кристалла Cs₂HgCl₄. На вставке - температурная зависимость диэлектрической проницаемости кристалла Cs₂HgCl₄. Таким образом, результаты исследования C_P и varepsilon₂(T) приводят к выводу о том, что в кристаллах Cs₂HgCl₄ можно считать достоверно установленными по крайней мере семь фазовых переходов, разделяющих восемь различных фаз. Для полного выяснения природы всех обнаруженных фаз требуются дальнейшие исследования различных физических свойств, и в особенности структурных. Авторы признательны В.И.Пахомову за кристаллы, предоставленные для измерений.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.