Анотація до роботи:

Панківський Ю. І. Еволюція метастабільних станів у неспівмірних фазах невласних сегнетоелектричних та сегнетоеластичних кристалів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10. - фізика напівпровідників і діелектриків. - Львівський національний університет імені Івана Франка. - Львів, 2006.

Дисертацію присвячено вивченню температурної і польової динаміки метастабільних структур і перехідних областей у неспівмірних фазах невласних сегнетоелектричних і сегнетоеластичних кристалів [N(CH₃)₄]₂МеCl₄ (Me = Cu, Zn, Fe), (CH₃)₃NCH₂COOHCaCl₂2H₂O, RbHSeO₄, MgSiF₆6H₂O, MgGeF₆6H₂O методами оптичного двозаломлення та діелектричної проникності.

З’ясовано, що в умовах „в’язкої” взаємодії модульованої структури з дефектами неспівмірну фазу можна розглядати як послідовність метастабільних станів, розділених перехідними за температурою областями.

Показано, що температурна поведінка оптичного двозаломлення є чутливою до фази параметра порядку, а саме, коли світло поширюється не в напрямку осі модуляції спостерігається внесок хвильового вектора неспівмірності в аномальну поведінку двопроменезаломлення, а вздовж осі модуляції – внесок зміни фази параметра порядку модульованої структури.

Досліджено, що в умовах, коли величина сили солітон-солітонної взаємодії наближається до величини сили їх пінінгу на дефектах відбувається перехід з неоднорідного стану в однорідний. Перехід від одного метастабільного стану до іншого відбувається через суперпозицію існуючих хвиль модуляцій (хвилі модуляції і хвилі густини дефектів), визнаючи цим новий стан модульованої структури, що характеризується суперпозицією декількох хвиль модуляції в одному кристалофізичному напрямку.

Результати, викладені в дисертаційній роботі, інформують про динаміку метастабільних станів у неспівмірних фазах невласних сегнетоелектричних та сегнетоеластичних кристалів. Встановлено, що коли сила взаємодії між солітонами наближається до сили взаємодії солітон-дефект, неспівмірна фаза визначається як послідовність метастабільних станів, розділених перехідними за температурою областями. Усебічні дослідження діелектричних кристалів з неспівміврними фазами спрямовані на з’ясування закономірностей виявів метастабільних станів у їхніх оптичних та діелектричних властивостях. Результати роботи демонструють також перспективність використання досліджених об’єктів як поліфункціональних матеріалів для пристроїв оптоелектроніки. Основні результати та висновки роботи полягають у тому, що:

1. Неспівмірну фазу в солітонному режимі можна розглядати як послідовність метастабільних станів. Перехід від одного метастабільного стану до іншого відбувається через проміжну область за температурою.

2. У перехідній за температурою області виявлено новий стан неспівмiрної модуляційної структури, який характеризується суперпозицією декількох хвиль модуляції в одному кристалофізичному напрямку; сумарна модуляція структури в цьому випадку визначається через суперпозицію таких хвиль модуляцій.

3. З’ясовано, що величина аномалій оптичного двозаломлення в неспівмірній фазі залежить від напрямку поширення світла. Показано, що в умовах поширення світлового променя вздовж осі модуляції аномальна поведінка d(Dn_і) зумовлена внеском фази параметра порядку, а в напрямках перпендикулярних до неї – внеском вектора неспівмірної модуляції.

4. За умови поведінки хвильового вектора неспівмірної модуляції типу “чортова драбина” неспівмірну фазу можна розглядати як послідовність співмірних довгоперіодичних фаз. У випадку кристалів BCCD – це послідовне чергування сегнетоелектричних і сегнетоеластичних фаз.

5. Температурний інтервал існування метастабільних станів визначається зовнішнім впливом.

6. Поява подвійних електрооптичних петель гістерезису у неспівмірній фазі пов’язана зі співіснуванням у метастабільному стані: хвилі неспівмірної модуляції і хвилі густини дефектів.

7. Досліджено, що електричне поле прикладене до кристала у напрямках, перпендикулярних до осі модуляції, змінює як фазу параметра порядку хвилі модуляції, виникаючої внаслідок суперпозиції існуючих хвиль модуляцій, так і температурну область її існування.

8. Підтверджено, що у кристалах TMA-FeCl₄ вже при атмосферному тиску існує сегнетоелектрична фаза з локалізацією хвильового вектора неспівмірності на значенні 2/5, та „співіснують” довгоперіодичні співмірні фази (=2/5, 3/7) з неспівмірною фазою.

9. Враховуючи температурну поведінку d(Dn_і) при різних значеннях механічного напруження та відповідні фазові діаграми, наявність низки специфічних ефектів, встановлено існування неспівмірної фази в кристалах RbHSeO₄ (Т_с=371-Т_і=398 K), MgSiF₆6H₂O (Т_с=298-Т_і=353 K) та MgGeF₆6H₂O (Т_с=313-Т_і=401 K);

10. Вплив механічного напруження, як і електричного, зумовлює зміну фази і амплітуди параметра порядку, розширення метастабільних областей і зсув точки фазових переходів у ділянку вищих температур.

Основні результати дисертації опубліковано у працях:

1. Свелеба С. А., Половинко І .І., Панківський Ю. І., Сергатюк В. А., Бублик М. І., Мокрий В. І. Співіснування сумірних фаз у несумірній фазі // Укр. фіз. журн. – 1997. – Т. 42, № 3. – С. 294-300.

2. Свелеба С. А., Половинко І. І., Панківський Ю. І., Капустяник В. Б., Жмурко В. С., Мокрий В. І., Трибула З. Діелетричні властивості кристалів [N(CH₃)₄]₂FeCl₄ під впливом електричного поля // Укр. фіз. журн. – 1997. – Т. 42, № 9. – С. 1133-1135.

3. Sveleba S., Polovinko I., Zhmurko V., Pankivskyi Yu. Manifestation of coexistence of the long – periodic phase with the incommensurate phase // Ferroelectrics. – 1999. – Vol. 222, N 1. – P. 359-366.

4. Sveleba S. A., Zhmurko V. S., Pankivskyi Yu. I. Behaviour of the optical birefringence in conditions of the “viscous” interaction // Act. Phys. Polon. A. – 2000. – Vol. 97, N 2. – P. 337-348.

5. Свелеба С. А., Капустяник В. Б., Панківський Ю. І., Храбанський Р. Двопроменезаломні та п’єзооптичні властивості кристалів (MgSiF₆)6H₂O // Укр. фіз. журн. – 2000. –Т. 45, № 1. – С. 81-86.

6. Pankivskyi Yu., Sveleba S., Hrabanski R. Characteristic features of the modulated phases in (MgGeF₆)6H₂O crystals // Act. Phys. Polon. A. – 2004. – Vol. 106, N 4. – P. 467-474.

7. Sveleba S., Polovynko I., Kaluza S., Pankivskij Yu. Long Period Phase inside Incommensurate Phase // EPS-10 Friends in Physics, 10^th General Conference of European Physics Society, Spain. – 1996. – P. 155.

8. Sveleba S. A., Polovinko I. I., Pankivskyi Yu. I., Zhmurko V. S., Bublyk M. I. Electric field influence on soliton structure of [N(CH₃)₄]₂ZnCl₄ crystals in the presence of the viscous interaction // 3^rd European Conference Application of Polar Dielectrics, Bled, Slovenia. – 1996. – P. 102.

9. Sveleba S. A., Polovinko I. I., Pankivskyi Yu. I. Manifestation of the long-period phase coexistence with incommensurate phase // 3^rd European Conference Application of Polar Dielectrics, Bled, Slovenia. – 1996. – P. 108.

10. Sveleba S., Zhmurko V., Kapustianik V., Pankivskyi Yu. Birefringent Properties of (MgSiF₆)6H₂O Crystals // 18^th European Congress of the International Commission for Optics: Optics for the Next Millennium. San Francisco, California, USA, 2-6 August 1999. – SPIE, Vol. 3749. – P. 593-594.

11. Панківський Ю. І., Мокрий В. І., Свелеба С. А. Застосування кристалів RbHSeO₄, [N(CH₃)₄]₂FeCl₄, (MgGeF₆)6H₂O у давачах шумового забруднення // Сучасна екологія і проблеми сталого розвитку суспільства. Львів. – 1999. – Наук. вісник УкрДЛТУ. – Вип. 9.7. – С. 243-245.

12. Свелеба С. А., Панківський Ю. І., Катеринчук І. М., Фургала Ю. М. Екологічно чисті модулятори оптичного випромінювання світла для лазерної медицини // Сучасна екологія і проблеми сталого розвитку суспільства. Львів. – 1999. – Наук. вісник УкрДЛТУ. – Вип. 9.8. – С. 188-189.

13. Панківський Ю. І., Свелеба С. А., Фургала Ю. М., Жмурко В. С. Особливості “в’язкої” взаємодії рухомих дефектів із неспівмірною структурою кристала [N(CH₃)₄]₂СuCl₄. // Тези доповідей. - Львів. 26-28 серпня 1999. – С. 75.

14. Sveleba S. A., Katerynchuk I. M., Semotyuk O. V., Phitsych O. I., Pankivsky Ju. I., Kunyo I. М. Chaotic phase in the dielectric crystals [N(CH₃)₄]₂MeCl₄ (Me=Co; Zn; Cu; Fe) // NATO Advanced Research Workshop. Dimensionality effects and non-linearity in ferroics. - Lviv. 19-22 October 2004. – P. 105.