Вплив тиску на адіабатичний потенціал в кристалах з D2 3d просторовою симетрією і сильною електрон-фононною взаємодією

Abstract

Запропонована нова методика дослідження впливу тиску на адіабатичний потенціал, яка базується на теорії груп та методі інваріантів Г.Є. Пікуса. Для випадку гідростатичного тиску для кристалів з D3d симетрією одержано адіабатичний потенціал, залежний від компонентів тензора деформацій і координат нормальних коливань, активних в ефекті Яна-Теллера. У результаті чисельного моделювання показано, що при врахуванні деформацій має місце розщеплення еквівалентних мінімумів (що відповідає безладу) адіабатичного потенціалу на групу нееквівалентних мінімумів (лад). Представлене дослідження дає можливість розглянути механізм фазових переходів типу лад - безлад, який пов’язується з електрон-фононною взаємодією і кооперативним ефектом Яна-Теллера в шаруавтих кристалах CuInP2S6 і CuInP2Se6

Предложена новая методика исследования влияния давления на адиабатический потенциал, который базируется на теории групп и методе инвариантов Г.Е.Пикуса. Для случая гидростатического давления для кристаллов с D3d симметрией получено адиабатический потенциал, зависимый от компонентов тензора деформаций и координат нормальных колебаний, активных в эффекте Яна-Теллера. В результате численного моделирования показано, что при учете деформаций наблюдается расщепление эквивалентных минимумов (что соответствует беспорядку) адиабатического потенциала на группу неэквивалентных минимумов (порядок). Представленное исследование дает возможность рассмотреть механизм фазовых переходов типа порядок - беспорядок, который связывается с электрон - фононным взаимодействием и кооперативным эффектом Яна-Теллера в слоистых кристаллах CuInP2S6 и CuInP2Se6. Ключевые слова: адиабатический потенциал, электрон-вибронное взаимодействин, фазовый переход порядок- беспорядок, метод инвариантов, тензор деформаций.

Purpose. The CuInP2S6 and CuInP2Se6 crystals are characterized by an order-disorder phase transition mechanism, which is caused by electron-phonon interaction and the Jan-Teller cooperative effect. Vibronic instability is related to the electronic configuration of copper d10 in octahedral symmetry, and the disorder in the paraelectric phases can be explained by the jumping movements of Cu ions. It is of interest to study the conditions of this instability at the pressure. The main aim of our paper is to carry out the investigation of the matrix of the vibronic potential energy and the adiabatic potentials at the pressure. Methods. Adiabatic potentials concept based on the group -theoretical analysis and Pikus’ method of invariants. Results. For the case of hydrostatic pressure for crystals with D3d symmetry, an adiabatic potential depending on the components of the strain tensor and the coordinates of normal vibrations active in the Jahn-Teller effect has been obtained. We carried out the numerical simulations of the pressure effect on the shape of the adiabatic potentials From our qualitative analysis follows that the changing of the adiabatic potential depth (EJT ) and the value of the minimum displacement ρ0 takes place. Especially the shape of the adiabatic potential energy is changed at the shift strain εxy. Conclusions. Using the symmetry methods, we constructed the matrix of the vibronic potential energy and found the adiabatic potentials. It is shown that in a consequence of the phase transition the splitting of the equivalent minima (disorder) of the adiabatic potential on the group of the nonequivalent minima (order) is occurred. The shape of these adiabatic potentials shows that in their concept one can confirm about the order-disorder phase transition and also to consider the pressure influence on these potentials. Keywords: adiabatic potential, electron-vibronic interaction, phase transition of order-disoder type, method of invariants, deformation tensor.