Анотація до роботи:

Яценко О.В. Дослідження структури і властивостей кристалів LiNbO₃ методами ЯМР і комп'ютерного моделювання. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико – математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, Київ, 2004.

На підставі експериментального вивчення спектрів ЯМР ⁶Li, ⁷Li и ⁹³Nb в серії номінально бездомішкових та доміщкових кристалів ніобата літія (НЛ) та комп'ютерного моделювання спектрів ЯМР показано, що домінуючимими типами власних дефектів кристалів НЛ конгруентного складу є комплекси (Nb_Li+3V_Li) та незалежні V_Li. Встановлено, що іони Li⁺ в широкому діапазоні температур мають специфічну рухливість у межах октаедрів LiO₆, що проявляеться у складній структурі спектрів ЯМР ⁷Li та збільшенні другого моменту спектра ЯМР ⁶Li.

Розроблено комплекс нових методів розрахунку електричних характеристик іонів та локального електричного поля у діелектричних матеріалах, що засновується на класичному електростатичному наближенні. З використанням цих методів показано, що фазовий перехід у кристалах НЛ відноситься до типу "порядок – непорядок", проведено моделювання фотозбудження домішкових іонів Fe²⁺ та OH^- груп, а також моделювання імплантації іонів Н⁺ в структуру НЛ та встановлено позиції локалізації іонів Н⁺.

Показано, що неоднорідність зовнішнього та фотоіндукованого внутрішньокристалічного електричних полів веде до додаткового локального спотворення структури кристалів НЛ та впливає на спонтанну поляризацію кристала.

1. Вперше показано, що основними типами власних дефектів кристалів НЛ конгруентного складу є дефектні комплекси типу (Nb_Li+3V_Li) з рівноймовірним розташуванням V_Li як під, так і над Nb_Li, а також незалежні V_Li.

2. Вперше встановлено, що в широкому діапазоні температур іони Lі⁺ у кристалах НЛ мають велику рухливість у межах октаедра LiO₆, яка зберігається аж до 4.2 К і визначається специфічним характером потенціального рельєфу біля “класичної” позиції іонів Li⁺.

3. Вперше показано, що при Т=324 К у кристалах НЛ конгруентного складу має місце ізоморфний фазовий перехід, зв'язаний зі стрибкоподібною зміною температурного коефіцієнта зсуву іонів Lі⁺ уздовж осі с кристала.

4. За допомогою комп'ютерного моделювання структури кристалів НЛ показано, що фазовий перехід у параелектричну фазу в Lі⁺ підрешітці відноситься до типу "порядок - непорядок”.

5. На підставі дослідження ЯМР ¹Н и комп'ютерного моделювання визначені найбільш ймовірні координати домішкових іонів H⁺ і уточнена позиція домішкових іонів Fe²⁺ у структурі кристалів НЛ.

6. Вперше встановлено, що дипольна електронна поляризовність іонів О^2- у кристалах НЛ анізотропна, та розраховані залежністі компонент тензору ЕП цих іонів від ЕП іонів Nb.

7. Вперше встановлено, що форма освітлюваного зразка НЛ і поляризація світлового потоку сильно впливає на неоднорідність макроскопічної компоненти внутрішньокристалічного електричного поля в області кристала, що освітлюється.

8. Показано, що комплекс нових методів розрахунку електричних характеристик іонів і локального електричного поля в діелектричних матеріалах має ряд переваг перед відомими методами.

Основний зміст дисертації опублікований у роботах:

1. Яценко А.В., Сергеев Н.А. Особенности ЯМР ⁹³Nb в LiNbO₃ и их связь с фоторефрактивным эффектом. // УФЖ. - 1988. - Т.33, No7, с.1101-1105.

2. Яценко А.В., Сергеев Н.А. Исследование эффектов разупорядочения в кристаллах по форме линии ЯМР квадрупольных ядер с полуцелым спином. // Кристаллография. 1990. – Т.35, No1, с.108-113.

3. Ivanova E.M, Yatsenko A.V., Sergeev N.A., Nuclear magnetic resonance of ⁹³Nb in LiNbO₃:effect of structural distortions on lineshapes. // Solid St. NMR. – 1995. - V.4. - p.381-385.

4. Яценко А.В. Особенности динамики структуры монокристалла LiNbO₃ по данным ЯМР ⁷Li. // ФТТ. – 1995. – Т.37, №7. - c.2203-2207.

5. Иванова Е.М., Яценко А.В. Исследование нестехиометрических монокристаллов ниобата лития методом ЯМР. // ФТТ. – 1995. - Т.37, №8. - с.2262-2268.

6. Яценко А.В., Корниенко В.Ю. Использование цифровой фильтрации в модуля-ционной спектроскопии ЯМР. // УФЖ.- 1996.- Т.41, №5-6. с.636 - 639.

7. Yatsenko A.V., Ivanova H.M., N. Sergeev N.A. NMR study of intrinsic defects in congruent LiNbO₃. 1. “Unoverlapping”defects. // Physica B. – 1997. – V.240. - p.254 – 262.

8. Иванова Е.М., Сергеев Н.А., Яценко А.В. Исследование собственных дефектов в сегнетоэлектрике LiNbO₃ методом ЯМР ⁹³Nb. // УФЖ. – 1997. – Т.42, №1. - с.47 - 51.

9. Яценко А.В. Исследование ЯМР ⁶Li в LiNbO₃. // ФТТ. – 1998. –Т.40, №1. - с.122 - 125.

10. Иванова Е.М., Cергеев Н.А., Яценко А.В. Анализ собственных дефектов в структуре ниобата лития методом ЯМР ⁷Li. // Кристаллография. – 1998. – Т.43, №2. - с.337-340.

11. Yatsenko A.V., Ivanova – Maksimova H.M., Sergeev N.A. NMR study of intrinsic defects in congruent LiNbO₃. 2. “Overlapping” defects. // Physica B. – 1998. - V.254. - p.256 - 259.

12. Yatsenko A., Maksimova H., Sergeev N. NMR study of intrinsic defects in congruent lithium niobate. // Cryst. Res. & Technol. – 1999. – V.34. - p.709 -713.

13. Яценко О.В., Максимова О.М., Cергєєв М.О. Особливостi моделювання спектрiв ЯМР квадрупольних ядер у неiдеальних кристалах. // УФЖ. – 1999. – Т.44, № 11. - с.1390 - 1395.

14. Яценко О.В., ЯМР ¹Н та локалiзацiя ioнiв Н⁺ у структурi LiNbO₃. // УФЖ.- 1999.- T.44, №3. - с.381-384.

15. Яценко О.В., Розрахунки електронної поляризовнiстi iонiв кисню у сегнетоелектрику LiNbO₃. // УФЖ. - 2000.- T.45, №9. - с.1126-1128.

16. Яценко А.В., Расчет локальных электрических полей в сегнетоэлектриках типа смещения на примере LiNbO₃. // Кристаллография. – 2000. - T.45, №1. - с.139-143.

17. Яценко А.В., Расчет электронной поляризуемости ионов и параметров межионного отталкивания в кристаллах LiNbO₃. // ФТТ. - 2000. - T.42, №9. - с.1673-1677.

18. Yatsenko A.V. Calculation of the electronic polarizability of an O^2- ion in stoichiometric LiNbO₃. // Physica B: Condens. Matter. -2001.- V.305. - p.287-292.

19. Яценко А.В. Оптимизация расчетов локального электрического поля в кристаллах методом переходной области. // Кристаллография. – 2001. - T.46, №3. - с.411-414.

20. Khrykina S.N., Yatsenko А.V. Calculation of electronic polarizabilities and effective charges of ions in pyroelectric a-LiIO₃. // Functional Materials. - 2002. - V.9, №1. - c.86-89.

21. Yevdokimov S.V., Yatsenko A.V. Photoionization peculiarities of Fe²⁺ impurity centers in doped LiNbO₃ crystals. // Functional Materials 2002. V.9, №1. p.55 - 58.

22. Яценко А.В., Евдокимов С.В. Датчик сигналов ЯМР для исследования веществ с большим значением Т₁. // ПТЭ. - 2003. - №1. - с.64-66.

23. Яценко А.В. Расчет эффективных зарядов ионов в сегнетоэлектриках типа смещения. // Кристаллография. - 2003. – T.48, №3, с.545-548.

24. Евдокимов С.В., Яценко А.В. Исследование локализации ионов Н⁺ в стехиометрическом LiNbO₃. // Кристаллография. – 2003. – Т.48., №4. с.594-597.

25. Яценко А.А., Яценко А.В. Расчет квадрупольной поляризуемости ионов О^2- в ионных кристаллах на примере сегнетоэлектрика LiNbO₃. // Физика и химия стекла. – 2003. – Т.29, №4. – с.562-566.

26. Евдокимов С.В., Яценко А.В. Влияние освещения на внутрикристаллическое электрическое поле в кристаллах LiNbO₃:Fe. // Ученые записки ТНУ сер. ”биология, математика,физика, химия”. – 2000. - Т.13 (52), №2. с.136-139.

27. Евдокимов С.В., Яценко А.В. Исследование фотоиндуцированного макроскопического электрического поля в кристаллах LiNbO₃:Fe при их освещении поляризованным светом. // Ученые записки ТНУ сер.”физика”. – 2001. - Т.14 (53), №1. с.72-75.

28. Яценко А.В. Управляемый генератор ступенчато меняющегося напряжения. // А.с. СССР №799113. Опубл. 15. 11. 1988, Бюл. №42.

29. Яценко А.В. Датчик сигналов ЯМР. // А.с. СССР №1594400. Опубл. 23. 09. 1990, Бюл. №35.

30. Яценко А.В., Корниенко В.Ю. Автоматизированная система регистрации данных спектрометра ЯМР широких линий. // Тезисы докладов XII Всесоюзной школы-симпозиума по магнитному резонансу. Пермь. 1991. - с.140.

31. Яценко А.В., Сергеев Н.А. Контроль дефектности монокристаллов ниобата лития методом ЯМР. // Тезисы Всесоюзной конференции “Применение магнитного резонанса в народном хозяйстве” Казань. - 1988. - Т.2. - с.115-116.

32. Дмитриева Л.В., Яценко А.В. Исследование спектров ЯМР ⁷Li в LiNbO₃ при 4.2К. // Тезисы докл. ХХIХ совещания по физике низких температур. ч.3. – Казань. - 1992, Т-76.

33. Yatsenko A.V., Sergeev N.A. Peculiarities of Li⁺ ions dynamics into ferroelectric LiNbO₃ crystals. // Ext. Abstracts 28 th Congress AMPERE. - Canterbury, England. – 1996. p.279-280.

34. Sergeev N. A., Shostak R. I., Yatsenko A.V. The Peculiarities of the Stoichiometric LiNbO₃ Crystals Structure in the Paraelectric Phase. // International Conference “Functional Materials” Abstracts. Ukraine, Crimea, Partenit, 2001. - p.150.