Введение к работе
Актуальность работы. Все большее место в современных исследованиях и технике занимают диэлектрические атомнозамещенные (легированные) кристаллы, обладающие целыми комплексами интересных и практически важных физических свойств, которые можно направленно изменять варьированием состава Сюда относятся эяектрокерамики для радиотехпики, телевидения, локации и связи, многие материалы оптики и инфракрасной техники, сцивтилляторы для физики высоких эиергай, ионообменные сенсоры для широчайшего круга применений.
На микроскопическом уровне сильно легированные кристаллы характеризуются частичным разупорядочением кристаллической решетки и повышенной свободой перемещений атомов или атомных групп. В колебательных спектрах на узкие фононные резонансы накладываются дополнительно широкие по частоте релаксации, связанные с движением кластеров, доменов, свободных ионов и вакансий. Разделение этих механизмов движения, происходящих на уровне среднею порядка, составляют на сегодня одну из важных фундаментальных задач колебательной спектроскопии твердого тела.
В методическом плане задача осложнена тем, что функция колебательного отклика легированных кристаллов малоконтрастпа и сильно уширена в яизкочаеготную область спектра, что делает ее неудобной для изучения традиционными методами нейтронной, КР и ИК спектроскопии, эффективность которых резко падает при необходимости проведения амплитудных измерений размытых спектров. В этих условиях методы полностью теряют работоспособность на частотах ниже 1012 Гц (30см'1).
При анализе ИК данных, плавные экспериментальные спектры функции отклика, резко обрывающиеся на низкочастотном краю, малопригодны для обработки их как методами дисперсионной спектроскопии, так и методом Крамерса-Кронига. Ситуация, однако, может быть улучшена при наличии точных низкочастотных субмиллиметровых (СБММ) привязок.
В настоящей диссертации для этой цели предлагается использовать в комбинации с ИК спектроскопией (v>1012) Гц технику субмиллиметровой
(СБММ) спектроскопии на основе ламп обратной волны, способную обеспечить высокоточные опорные данные на частотах 10п-1012 Гц (3-30 см"1).
Целью диссертации явилась отработка комбинированного метода получения диэлектрических спектров веществ, путем одновременных взаимодополняющих измерений методами трансмиссионной ЛОВ- и отражательной ИК спектроскопии, приложение этого метода к проблеме разделения механизмов движения в частично разупорядоченных атомнозамещенных диэлектрических кристаллах, установление основных частотно-температурных закономерностей динамического поведения нескольких типичных представителей этого класса кристаллов.
Научная новизна работы состоит в том что:
а) получены цшрокодиапазонные экспериментальные данные по частотно-
температурному поведению диэлектрических свойств атомнозамещенных
твердых растворов AgTai.xNbx03- ATN, микроволновых керамик MgTi03.La -
MTL, и Ba(ZnZrTa)C>3 - BZZT и легированных монокристаллов CaFjifNfd.Y) в
диапазоне 10п-1014 Гц (3-3000 см"1);
б) определены спектральные парамегры решеточных возбуждений в
указанных соединениях, формирующих их статические и высокочастотные
свойства;
в) обнаружены неизвестные ранее аномалии в частотно-температурном
поведении диэлектрических свойств исследованных соединений.
Практическая значимость: В работе получены пшрокодиапазонные диэлектрические спектры кристаллов и керамик ATN, MTL, BZZT, CaF2(Nd,Y), которые являются перспективными материалами электронной техники и прикладной оптики. Полученные диэлектрические и оптические параметры для указанных составов могут использоваться при расчете электронных и оптических устройств.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на конференциях: XIV Всеросийская конференция по физике сегнетоэлектриков (19-23 сентября 1995 г., Иваново); The fifth Russian-Japanese symposium on Feiroelectricity. Moscow, Russia, August 22-27, 1994; X Феофиловский симпозиум по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов. Санкт-Петербург, 1995; International Conference on
Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter. August 18-23, 1996, Prague, Czech Republic; European Quantum Electronics Conference, 8-13 September 1996, Congress Centrum Hamburg (CCH), Hamburg, Germany. Основные положения диссертации спублккспалы в 10 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Полный объем диссертации составляет 100 страниц, включая 55 рисунков, 8 таблиц и список литературы из 91 наименований.
Похожие диссертации на Панорамные спектры легированных диэлектриков в субмиллиметровом и инфракрасном диапазонах волн
