Термооптические и диэлектрические исследования сегнетоэлектрической фазы, индуцированной кальцием, в виртуальном сегнетоэлектрике SrTiO-=SUB=-3-=/SUB=-

Abstract

Исследованы температурные изменения рефракции света, двупреломления, диэлектрической проницаемости и петель диэлектрического гистерезиса в монокристаллах Sr 1−x Cax TiO 3 с x = 0.014 (SCT-1.4). Диэлектрические свойства исследованы в Sr 1−x Cax TiO 3 с x = 0.007 (SCT-0.7). Выполнены расчеты ab initio равновесных структур и полных энергий трех низкотемпературных фаз для SrTiO 3 и CaTiO 3 , на основании которых определена ожидаемая симметрия основного состояния их твердого раствора и направления спонтанной поляризации в индуцированной кальцием сегнетофазе в Sr 1−x Cax TiO 3. В SCT-1.4 выделен спонтанный вклад в рефракцию света, возникающий за счет спонтанного электрооптического эффекта, вызванного спонтанной поляризацией и ее флуктуациями. Из спонтанного вклада в рефракцию света на основе ранее развитого авторами фенологического подхода впервые количественно определены величины и температурные зависимости среднеквадратичных флуктуаций параметра порядка-поляризации P sh = P 2 fl 1/2 (ближний, локальный полярный порядок) в сегнетоэлектрической фазе. Из оптических и диэлектрических измерений в SCT-1.4 определено среднее значение спонтанной поляризации Ps (вклад дальнего порядка). Проведены оценки величин P sh и Ps , характеризующих ближний и дальний порядок в сегнетофазе SCT-0.7. Определение в отдельности величин и температурных зависимостей Ps и P sh , которая значительно превышает величину Ps в упорядоченной фазе, позволило на количественном уровне выявить новые особенности формирования индуцированной полярной фазы в Sr 1−x Cax TiO 3. П.А. Марковин благодарен программе президиума РАН " Физика конденсированных сред и материалы нового поколения", В.А. Трепаков благодарен программе " Современные проблемы физики низких температур" за частичную финансовую поддержку работы.