Аннотация:
В статье представлены результаты исследования температурной зависимости теплоемкости сегнетоэлектрика BaTiO$_3$ в окрестности фазового перехода с целью построения межатомного потенциала. Введен эффективный межатомный потенциал для учета типа химической связи (ковалентной для Ti–O или ионной для Ba–O связи). Для оценки корректности выбора эффективного потенциала предложено проводить расчет энтальпии фазового перехода с учетом наличия нескольких активационных процессов в окрестности фазового перехода. Установлено наличие двух активационных процессов при приближении к температуре Кюри в сегнетоэлектрической фазе с энергиями активации $U$. Первый обусловлен движением кислородных вакансий ($U_1$ = 0.99 eV). Второй начинается при критической температуре $T_{\text{crit}}$. (на 5 K ниже температуры Кюри $T_C$) и связан с электрон-фононным взаимодействием при наличии электронного орбитального вырождения и смешивания электронных зон 2$p$-состояний O с $d$-состояниями Ti ($U_2$ = 2.46 eV). Активационный процесс в параэлектрической фазе ($U_3$ = 2.87 eV) связывается с релаксаций структуры после изменения симметрии кристаллической решетки. Полученные результаты обсуждаются в рамках вибронной теории сегнетоэлектричества, учитывающей эффект (или псевдо-эффект) Яна–Теллера.
Полный текст:
PDF файл (498 kB)