П’єзооптичний ефект у кристалах LiRbSO4
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe71.9.754Ключові слова:
кристал, двопроменезаломлення, дисперсiя, одновiсне навантаження, фазовий перехiд, п’єзооптичнi коефiцiєнтиАнотація
Cинтезовано оптично якiсний кристал LiRbSO4 i дослiджено вплив одновiсного навантаження σm ∼ 200 бар уздовж рiзних кристалофiзичних напрямкiв на спектральнi (300–700 нм) i температурнi (77–650 K) залежностi двопроменезаломлення Δni. Встановлено, що величина Δni досить чутлива до дiї одновiсних тискiв i майже лiнiйно зростає зi змiною тиску, причому прикладання навантаження вздовж рiзних кристалофiзичних напрямкiв спричиняє рiзнi за знаком i величиною змiни δΔni, пiд час дiї одновiсного тиску σZ = 77 бар у кристалi iндукується оптична псевдоiзотропна точка, й одновiсне навантаження не змiнює характер залежностей Δni (T). Вiдмiнностi виявлено лише у величинах стрибкоподiбних змiн Δni пiд час фазових переходiв: одновiсне навантаження зменшує величину δ(Δni). Дослiджено дисперсiйнi й температурнi залежностi п’єзооптичних коефiцiєнтiв π0im(λ) i π0im(T) кристалiв LiRbSO4 i виявлено, що вони мають незначну дисперсiю, так що ∂π0im/∂λ < 0. Проаналiзовано змiни π0im(T) в околi точок фазових переходiв. Оцiнено внески електрооптичного й пружнооптичного ефектiв i параметра порядку в спонтаннi змiни п’єзооптичних коефiцiєнтiв i виявлено, що найбiльший внесок (∼80%), зумовлений виникненням спонтанної поляризацiї, спостерiгається в околi точки фазового переходу за температури T4.
Посилання
1. H. Mashiahama, K. Hasebe, K. Tanisaki. X-ray studies on successive structural transitions in LiRbSO4. J. Phys. Soc. Jap. 47 (4), 1198 (1979).
https://doi.org/10.1143/JPSJ.47.1198
2. H. Mashiahama, H.-G. Unruh. A new ferroelectric phase and a field induced phase of LiRbSO4. J. Phys. Soc. Jap. 54 (2), 822 (1985).
https://doi.org/10.1143/JPSJ.54.822
3. W. Steurer, H. Wittmann, H. Jagodzinski. Phase transitions in LiRbSO4. Acta Cryst. B 42, 11 (1986).
https://doi.org/10.1107/S010876818609866X
4. A. Kunishige, H. Mashiyama. Crystalloptic study of phase transitions on LiRbSO4. J. Phys. Soc. Jap. 56 (9), 3189 (1987).
https://doi.org/10.1143/JPSJ.56.3189
5. C. Konak. Changes of optical properties at an incommensurate-commensurate phase transition in (NH4)2BeF4 crystals. J. Phys. Stat. Sol. (a) 54, 99 (1979).
https://doi.org/10.1002/pssa.2210540112
6. C. Konak, J. Matras. Birefringente and electrooptical properties of (NH4)2BeF4. Czech. J. Phys. A 26, 577 (1976).
https://doi.org/10.1007/BF01586889
7. B.A. Strukov, P.S. Smirnov. The order of the commensurate-incommensurate phase transition in (NH4)2BeF4 crystals. Ferroelectrics 66, 85 (1986).
https://doi.org/10.1080/00150198608227875
8. O.V. Bovgyra, V.I. Stadnyk, O.Z. Chyzh. Energy band structure and refractive properties of LiRbSO4 crystals. Phys. Solid State 48 (7), 1268 (2006).
https://doi.org/10.1134/S1063783406070080
9. V.Y. Stadnyk, B.V. Andrievskii, L.T. Karplyuk, O.R. Onufriv. Band structure and birefringence of LiRbSO4 crystals. Opt. Spectrosc. 121 (2), 283 (2016).
https://doi.org/10.1134/S0030400X16080221
10. V.Yo. Stadnyk, M.O. Romanyuk. The baric changes of the electron polarizability of LiRbSO4, LiKSO4 and (NH4)2BeF4 crystals. Ferroelectrics 317, 63 (2005).
https://doi.org/10.1080/00150190590963453
11. J.F. Nye. Physical Properties of Crystals (Clarendon Press, 1964).
12. N. Narasimhamurty. Photoelastic and Electro-Optic Properties of Crystals (Plenum Press, 1984).
13. A. Erba, R. Dovesi. Photoelasticity of crystals from theoretical simulations. Phys. Rev. B 88, 045121 (2013).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.88.045121
14. P.P. Natali, L. Montalto, F. Davi, P. Mengucci, A. Ciriaco, N. Paone, D. Rinaldi. Theoretical and experimental evaluation of piezo-optic parameters and photoelastic constant in tetragonal PWO. Appl. Opt. 57, 730 (2018).
https://doi.org/10.1364/AO.57.000730
15. B.G. Mytsyk, A.S. Andrushchak, D.M. Vynnyk, N.M. Demyanshyn, Ya.P. Kost, A.V. Kityk. Characterization of photoelastic materials by combined Mach-Zehnder and conoscopic interferometry: application to tetragonal lithium tetraborate crystals. Opt. Laser Eng. 127, 105991 (2020).
https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2019.105991
16. R.F. Akhmedzhanov, M.I. Elboeva, S.Z. Mirzaev. Exploring of anisotropy of acousto-optic interaction in lead molybdate crystals. Ultrasonics 137, 107203 (2024).
https://doi.org/10.1016/j.ultras.2023.107203
17. R.W. Dixon, M.G. Cohen. A new technique for measuring magnitudes of photoelastic tensors and its application to lithium niobite. Appl. Phys. Lett. 8, 205 (1966).
https://doi.org/10.1063/1.1754556
18. R.W. Dixon. Photoelastic properties of selected materials and their relevance for applications to acoustic light modulators and scanners. J. Appl. Phys. 38, 5149 (1967).
https://doi.org/10.1063/1.1709293
19. B.H. Myshchyk. Photoelasticity of Anisotropic Materials (Lira-Press, 2012) [ISBN: 978-966-397-144-8].
20. V.J. Stadnyk, M.O. Romanyuk. Piezooptic properties of (NH4)2BeF4 crystals. Phys. Status Solidi A 158 (1), 289 (1996).
21. B. Mytsyk, V. Stadnyk, N. Demyanshyn, Ya. Kost, P. Shchepanskyi. Photoelasticity of ammonium sulfate crystals. Opt. Mater. 88, 723 (2019).
https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.12.005
22. M.O. Romanyuk. Practicum in Crystalooptics and Crystalophysics (Ivan Franko National University of Lviv, 2012) [ISBN 978-966-613-930-9].
23. M.O. Romanyuk. Krystalooptyka (Ivan Franko National University of Lviv, 2017) [ISBN: 978-617-10-0251-7].
24. V.I. Stadnyk, O.S. Kushnir, R.S. Brezvin, V.M. Gaba. Temperature and baric changes in the refractive indices of LiKSO4 crystals. Opt. Spectr. 106 (4), 614 (2009).
https://doi.org/10.1134/S0030400X09040237
25. A.U.A. Leitua, A. Rigni, A. Bourson, P. Pimenta. Optical study of LiKSO4 crystals under uniaxially pressure. Phys. Rev. B 50 (5), 2754 (1994).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.50.2754
26. P.A. Shchepanskyi, V.M. Gaba, V.Yo. Stadnyk. The influence of partial isomorphic substitution on electronic and optical parameters of ABSO4 group crystals. Acta Phys. Pol. A 133 (4), 819 (2018).
https://doi.org/10.12693/APhysPolA.133.819
27. V.Yo. Stadnyk, N.A. Romanyuk, R.S. Brezvin. Refractometry of mechanically compressed RbKSO4 crystals. Crystallogr. Rep. 50 (6), 961 (2005).
https://doi.org/10.1134/1.2132403
28. I.A. Pryshko, I.S. Novosad, Z.O. Kohut, V.M. Horina, O.M. Salapak. Dilatometric and refractive parameters of rubidium sulfate crystals at low temperatures. Low Temp. Phys. 50 (7), 584 (2024).
https://doi.org/10.1063/10.0026324
29. O.G. Vlokh, V.B. Kapustianik, I.I. Polovinko et al. Influence of domain structure on electro- and piezooptics properties of crystals. Ferroelectrics 111 (1), 333 (1990).
https://doi.org/10.1080/00150199008224419
30. V. Kapustianik, Yu. Bazhan, Yu. Korchak. Crystalloptic properties of ferroic with the cation in the region of their phase transition. Ukr. J. Phys. Opt. 3 (4), 258 (2002).
31. L. Martynyuk-Lotocka, O. Mys, V. Adamiv et al. Elastic, piezooptical and acoustooptical properties of lithium tetraborate crystals. Ukr. J. Phys. Opt. 3 (4), 264 (2002).
32. I.P. Studeyak, M. Kranjec, M. Suslikov et al. Piezooptic effect in Cu6PS5Br crystals. Opt. Spectr. 93 (2), 300 (2002).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
