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低温相中铁电相变的软模理论

材料科学 2021-03-19 v1 其他凝聚态物理 软凝聚态物质

摘要

历史上,铁电相变的软模理论是针对高温(顺电)相发展起来的,其中声子模随温度降低而软化。在低温铁电相中,发生类似的声子软化,同样导致冻结模在相变处的玻色凝聚,但此情形下声子软化随温度升高而发生。本文通过描述低温相中声子软化与不稳定性的行为,提出铁电与位移型相变的软模理论。我们还给出了具有强非谐声子阻尼材料的广义 Lyddane-Sachs-Teller (LST) 关系的新推导,得到表达式 ε0/ε=ωLO2/ωTO2\varepsilon_{0}/\varepsilon_{\infty}=|\omega_{LO}|^{2}/|\omega_{TO}|^{2}。该理论给出了 TcT_c 作为物理参数(包括模特定的 Grüneisen 参数)函数的微观表达式。理论还表明 ωTO(TcT)1/2\omega_{TO} \sim (T_{c}-T)^{1/2},并再次用 Grüneisen 参数与基本物理常数给出了前置因子。利用广义 LST 关系,TO 模的软化导致 ϵ0\epsilon_0 的发散并在 TcT_c 处发生极化灾变。我们推导了 Curie-Weiss 定律的定量微观形式,其前置因子依赖于微观物理参数。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.10262,
  title  = {Soft mode theory of ferroelectric phase transitions in the low-temperature phase},
  author = {Luigi Casella and Alessio Zaccone},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.10262},
  year   = {2021}
}