ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕМПЕРАТУРНО-СПЕКТРАЛЬНО-БАРИЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК КРИСТАЛУ LiNH₄SO₄ α-МОДИФІКАЦІЇ

Кристали літій-амоній сульфату LiNH₄SO₄ (ЛАС) можуть існувати у двох модифікаціях [1, 2]. Кристали ЛАС β-модифікації є як сегнетоелектриками за кімнатної температурі так і сегнетоеластиками за температур нижчих 285 K. Для β-модифікації кристала ЛАС характерною є псевдогексагональна тридимітоподібна структура, яка складається з тетраедрів SO₄ і LiO₄, які з'єднані вершинами і утворюють шестиланкові кільця, перпендикулярні осі Z. Кристали ЛАС α-модифікації відрізняються від β-модифікації тим, що тетраедри SO₄ і LiO₄ в Z-напрямку можуть мати спільними не тільки вершини, але і ребра [2, 3].

Метою даної роботи є дослідження температурно-баричної залежності двозаломлення кристалів α-ЛАС.

На рис. 1 і 2 представлені дисперсія двопроменезаломлення Δn_i (λ) за кімнатної температури для одновісних тисків уздовж головних кристалофізичних напрямків. Видно, що двопроменезаломлення досить чутливе до дії одновісних тисків d∆n_i/dσ_m ~ 0,5·10^-6 бар^‑1. Підтверджено виявлену раніше закономірність [4]: одновісні тиски уздовж взаємно-перпедикулярних напрямків призводить до різних за знаком змін Δn_i.

Розглянемо спектрально-баричну поведінку Δn_y, оскільки в даному напрямку в кристалі виникає ізотропний точка. З малюнка - видно, що для механічно вільного кристала ∆n_y = 0 для λ₀ ≈ 683 нм. Одновісне напруження σ_z = 200 бар збільшує ∆n_y в середньому на 1,05·10^-4, при цьому характер кривої d∆n_i/dλ практично не зміняться (d∆n_i/dλ = 2,22·10^-6 нм^-1 і 2,25·10^-6 нм^-1 для механічно вільного і затиснутого кристала, відповідно). Однак, при цьому точка Δn_y = 0 буде мати місце при λ₀ ≈ 737 нм. Таким чином, одновісний тиск σ_z зміщує ізотропну точку в довгохвильову ділянку спектра.

Одновісний тиск σ_х = 200 бар зменшує двопроменезаломлення в середньому на 0,97·10^-4. Характер кривої d∆n_i/dλ також практично не зміняться, а точка Δn_y = 0 буде мати місце при λ₀ ≈ 655 нм. Тобто одновісне напруга σ_х зміщує ізотропну точку в короткохвильову область спектра.

Використовуючи експериментально отримані температурні і спектральні залежності двозаломлення кристалів ЛАС для різних значень одновісного стиску, побудована узагальнена температурно-спектрально-барическая діаграма изотропного стану (рис. 3).            
Дана діаграма дає можливість визначити ізотропний стан кристалів ЛАС в певних температурному, спектральному і баричному діапазонах, що може мати практичне значення при використанні даного кристала в якості кристалооптичних датчиків вимірювання температури і тиску.

Список літератури:

1. Polonska M., Phase Transitions,  74, 409 (2001).

2. Pietraszko A., Lukaszewicz K., Acta Phys. Polon, 66, 2057 (1992).

3. Tomaszewski P.E.,  Solid State Commun,  81, 333 (1997).

4. Стадник В.Й., Романюк Н.А., Брезвін Р.С. Електронна поляризованість фероїків. Львів, ЛНУ ім. І. Франка  (2013).