Влияние разупорядочения на динамику решетки кристаллов со структурой перовскита.

Экспериментальные и теоретические исследования влияния типа и степени разупорядочения на динамику фазовых переходов в частично разупорядоченных кристаллах семейства перовскита. Объектами изучения являются как синтезированные релаксорные сегнетоэлектрики, классические сегнетоэлектрики, диэлектрики и т.д., так и минералы со структурой перовскита АВО3, в которых реализуются как статическое, так и динамическое разупорядочение кристаллической решетки. Изучение кристаллов с разной степенью разупорядочения в широкой области температур и давлений, сопоставление синтетических соединений и их природных аналогов, обладающих беспорядком в А или В подрешетках, позволит выделить особенности колебательного спектра разупорядоченных перовскитов. В первую очередь к ним относятся такие специфические возбуждения как релаксационные моды, центральный пик и т.д., возникающие в следствии разупорядочения. Особый интерес международного научного сообщества вызывает обнаруженное в экспериментах по рассеянию нейтронов и синхротронного излучения диффузное рассеяние (с динамической и статической компонентами) в перовскитах. Его природа не имеет однозначной трактовки, но сейчас понятно, что особые свойства релаксоров и диффузное рассеяние связаны между собой и обусловлены беспорядком. Успешность в реализации данной работы обусловлена комплиментарностью методов, которые предполагается использовать в настоящем проекте, поскольку, как и в стеклах, различные явления проявляются в колебательном спектре разупорядоченных перовскитов на различных масштабах (частотах). Анализ данных, полученных в ходе экспериментов по комбинационному и мандельштам-бриллюэновскому рассеянию света, диэлектрической спектроскопии, калориметрии, рассеянию нейтронов и рентгеновского излучения и др., перекрывают широкий частотный диапазон (от 1 Гц, до 10^13 Гц) и позволят получить максимально полную информацию о влиянии разупорядочения на динамику кристаллической решетки. Эксперименты будут опираться на результаты твердотельных и кластерных расчетов, связанных с поиском основного состояния для полностью упорядоченного состояния разупорядоченных перовскитов, и кристаллических структур, близких к нему по энергии, расчеты равновесной геометрии, полной энергии, диэлектрических параметров (зарядов Борна и электронной ДП), поляризации и фононов в точках высокой симметрии BZ, изучение влияния химического беспорядка на локальные смещения атомов из средних (псевдокубических) позиций и одноэлектронный спектр. В настоящий момент подобные целенаправленные исследования упомянутой выше группы диэлектрических кристаллов отсутствуют в мировой практике. В результате выполнения проекта мы надеемся установить роль различных элементарных возбуждений в динамике фазовых превращений частично разупорядоченных кристаллов и, в конечном итоге, приблизить нас к созданию материалов с заведомо заданными свойствами, оперируя степенью и типом разупорядочения.