Локальные искажения структуры перовскита в высокотемпературных рамановских спектрах релаксорного сегнетоэлектрика PbMg1/3Nb2/3O3
Дерец Н.К.1, Катияр Р.С.2, Ко Дж.-Х.3, Лушников С.Г.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Department of Physics, University of Puerto Rico, San Juan, Puerto Rico, USA
3School of Nano Convergence Technology, Nano Convergence Technology Center, Hallym University, Gangwondo, Korea
Email: sergey.lushnikov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 25 июля 2025 г.
В окончательной редакции: 26 июля 2025 г.
Принята к печати: 27 июля 2025 г.
Выставление онлайн: 11 сентября 2025 г.
Представлены результаты исследования поведения оптических фононов кристалла PbMg1/3Nb2/3O3 (PMN) с использованием рамановского рассеяния света в диапазоне температур от 1100 до 300 K. При T>1050 K поляризованные "слабые" моды и квазиупругая компонента рассеяния наблюдаются в рамановских спектрах PMN. Эти "слабые" моды можно связать с локальными искажениями кристаллической решетки, обусловленными беспорядком в B-подрешетке структуры перовскита. При охлаждении PMN в окрестности T1~1050 K интенсивность наблюдаемых мод в рамановских спектрах увеличивается скачком более чем на порядок, причем частоты этих мод не демонстрируют видимых аномалий. Дальнейшее охлаждение кристалла PMN приводит к восстановлению хорошо известного из литературы поляризованного рамановского спектра. В температурной эволюции основных мод можно выделить температуру Бернса (Td~640 K), в окрестности которой интенсивности мод в спектрах рассеяния с вертикально-вертикальной поляризацией начинают линейно увеличиваться при уменьшении температуры, при отсутствии аномалий в поведении частоты. Аномалии в температурных зависимостях частот оптических фононов наблюдаются в окрестности T*~400 K, где предполагается изменение динамики ближнего порядка. Полученные результаты обсуждаются в рамках современной физики релаксорных сегнетоэлектриков. Ключевые слова: сегнетоэлектрики, рамановское рассеяние света, оптические фононы, перовскиты.
- G.A. Smolensky, V.A. Bokov, V.A. Isupov, N.N. Krainik, R.E. Pasynkov, A.I. Sokolov, N.K. Yushin. Ferroelectrics and Related Materials. Gordon \& Breach, N. Y. (1984). 421 p
- L.E. Cross. Ferroelectrics 76, 1, 241 (1987)
- A.A. Bokov, Z.-G. Ye. J. Mater. Sci. 41, 1, 31 (2006)
- R.A. Cowley, S.N. Gvasaliya, S.G. Lushnikov, B. Roessli, G.M. Rotaru. Adv. Phys. 60, 2, 229 (2011)
- M.E. Manley. In: Frustrated Materials and Ferroic Glasses. Springer Series in Materials Science, v. 275 / Eds T. Lookman, X. Ren. Springer, Cham, Switzerland (2018). P. 101
- S. Kamba. APL Mater. 9, 2, 020704 (2021)
- S.-E. Park, T.R. Shrout. J. Appl. Phys. 82, 4, 1804 (1997)
- P. Bonneau, P. Gamier, G. Calvarin, E. Husson, J.R. Gavarri, A.W. Hewat, A. Morell. J. Solid State Chem. 91, 2, 350 (1991)
- B. Dkhil, P. Gemeiner, A. Al-Barakaty, L. Bellaiche, E. Dul'kin, E. Mojaev, M. Roth. Phys. Rev. B 80, 6, 064103 (2009)
- G.A. Smolensky, I.G. Siny, R.V. Pisarev, E.G. Kuzminov. Ferroelectrics 12, 1, 135 (1976)
- G. Burns, B.A. Scott. Solid State Commun. 13, 3, 423 (1973)
- I.G. Siny, T.A. Smirnova. Ferroelectrics 90, 1, 191 (1989)
- I.G. Siny, R.S. Katiyar, A.S. Bhalla. J. Raman Spectr. 29, 5, 385 (1998)
- I.G. Siny, R.S. Katiyar, A.S. Bhalla. Ferroelectrics Rev. 2, 1-2, 51 (2000)
- A. Kania, K. Roleder, G.E. Kugel, M. Hafid. Ferroelectrics 135, 1, 75 (1992)
- I.G. Siny, S.G. Lushnikov, R.S. Katiyar, V.H. Schmidt. Ferroelectrics 226, 1, 191 (1999)
- I.G. Siny, R. Tao, R.S. Katiyar, R. Guo, A.S. Bhalla. J. Phys. Chem. Sol. 59, 2, 181 (1998)
- O. Svitelskiy, J. Toulouse, G. Yong, Z.-G. Ye. Phys. Rev. B 68, 10, 104107 (2003)
- T. Egami, E. Mamontov, W. Dmowski, S.B. Vakhrushev. AIP Conf. Proceed. 677, 1, 48 (2003)
- S.G. Lushnikov, S.N. Gvasaliya, R. Katiyar. Phys. Rev. B 70, 17, 172101 (2004)
- Н.К. Дерец, А.И. Федосеев, Т.А. Смирнова, Дж.-Х. Ko, С.Г. Лушников. Письма в ЖЭТФ 120, 10, 774 (2024). [N.K. Derets, A.I. Fedoseev, T.A. Smirnova, J.-H. Ko, S.G. Lushnikov. JETP Lett. 120, 10, 741 (2024).]
- Н.К. Дерец, А.И. Федосеев, Дж.-Х. Ko, С.Г. Лушников. Письма в ЖЭТФ 121, 12, 952 (2025)