Структурный и электронные переходы в ферро-борате гадолиния GdFe3(BO 3) 4 при высоких давлениях
А. Г. Гаврилюк*+, С. А. Харламова, И. С. Любутин+, И. А. Троян*, С. Г. Овчинников, А. М. Поцелуйко, М. И. Еремец, Р. Бёллер
*Институт физики высоких давлений РАН, 142092 Троицк, Московская обл., Россия +Институт кристаллографии РАН, 119333 Москва, Россия Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения РАН, 660036 Красноярск, Россия Max-Planck Institut fur Chemie, 55020 Mainz, Germany
PACS: 61.50.Ks, 71.27.+a, 71.30.+h, 81.40.Tv
Abstract
В кристаллах ферро-бората гадолиния (GdFe3(BO3)4
исследованы оптические свойства и кристаллическая структура под воздействием
высоких давлений, создаваемых в камерах с алмазными наковальнями. Из данных
по рентгеновской дифракции при давлении 25.6 ГПа обнаружен структурный
фазовый переход первого рода с сохранением тригональной симметрии и со
скачком объёма элементарной ячейки на 8%.
Получено уравнение состояния и
оценена сжимаемость кристалла в фазах до и после структурного перехода. Из
оптических спектров обнаружено два электронных перехода при давлении
ГПа и ГПа. При первом переходе оптическая щель испытывает
скачкообразное падение от 3.1 эВ до величины порядка 2.25 эВ. При втором
переходе при P=43 ГПа, оптическая щель падает до значения эВ,
демонстрируя переход типа диэлектрик - полупроводник. На основе
теоретической модели, разработанной для кристалла FeBO3, и с учетом
некоторых структурных аналогий этих материалов предложено объяснение аномалий
оптических спектров при высоких давлениях.
|