ИСТИНА

Предложен новый подход, позволяющий из данных EXAFS определять параметры трехмерного многоямного потенциала нецентральных атомов. Основными его особенностями являются разложение трехмерного потенциала в кластере в ряд по степеням смещения с учетом ограничений, накладываемых симметрией узла решетки, и точное трехмерное интегрирование функции распределения при расчете спектров EXAFS. Создан пакет программ, позволяющий определять параметры многоямного потенциала в рамках классического и квантового подходов. В классическом приближении функция распределения однозначно определяется потенциальной энергией атома в данной точке пространства. В рамках квантового подхода вычисление функции распределения проводится методами квантовой статистики на основе расчета волновых функций и собственных значений энергии путем численного решения уравнения Шредингера для заданного трехмерного потенциала. В классическом приближении найдены зависимости параметров многоямного потенциала нецентрального атома Ge от температуры и состава в твердом растворе Sn1-xGexTe (77 ≤ T ≤ 300 K, x ≥ 0.4). Обнаружена сильная зависимость параметров потенциала от температуры. Показано, что ангармоническая часть потенциала сильно анизотропна, а по своему типу сегнетоэлектрический фазовый переход в Sn1-xGexTe оказывается промежуточным между переходами типа смещения и порядок–беспорядок (глубина потенциальной ямы 20-40 мэВ сравнима с энергий kTc). Расчеты, проведенные в рамках квантового подхода, показали, что при учете квантовых эффектов потенциальная яма оказывается примерно в 1.5 раза глубже, а сдвиг минимума потенциала - заметно больше, чем в классическом приближении. Неожиданным результатом квантового расчета оказалось то, что наинизший уровень в колебательном спектре с точностью до нескольких мэВ совпал с максимумом энергии в центре потенциальной ямы, что приводит к очень высокому темпу туннелирования или надбарьерного прохождения нецентрального атома Ge между минимумами потенциала. При этом эти переходы могут вообще происходить без тепловой активации. Изменение динамики фазового перехода позволяет объяснить кажущееся противоречие между данными EXAFS, указывающими на существование нецентральных атомов, и физическими свойствами образцов вблизи температуры Кюри, которые характерны для переходов типа смещения. Определение параметров потенциальной ямы проведены также для нецентрального атома Ge в твердом растворе Pb1-xGexTe, атомов Pb в кристаллах виртуальных сегнетоэлектриков PbTe, PbSe, PbS и для примесного атома индия в PbTe. С целью расширения круга исследуемых материалов предложена и реализована новая методика синтеза твердых растворов на основе SrTiO3 с примесями Pb и Ba, индуцирующими сегнетоэлектрические фазовые переходы. Исследования спектров EXAFS позволили обнаружить нецентральность атомов свинца в титанате стронция.