Infračervená, terahertzová a mikrovlnná spektroskopie měkkého a centrálního módu v Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃

Detailní měření v infračerveném, terahertzovém a mikrovlnném frekvenčním oboru nám umožnila určit chování relaxačních a vibračních módů v klasickém relaxačním feroelektriku Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃ (PMN). Analýzou infračervených a terahertzových spekter metodou Bruggemanova efektivního prostředí jsme zjistili, že se mezoskopická struktura PMN skládá z náhodně orientovaných jednoosých polárních nanodomén, jež štěpí optický mód na dvě komponenty. Komponenta A1, která kmitá podél lokálních elektrických dipólových momentů v těchto nanodoménách, má vyšší frekvenci, zatímco komponenta E kmitá kolmo na lokální momenty a má nižší frekvenci (viz obrázek). Teplotní závislost frekvence komponenty E je charakteristická pro tzv. měkký mód a je důkazem, že v PMN dochází k lokálnímu fázovému přechodu při T* ≈ 400 K. Tento mód plně vysvětluje vysokoteplotní chování permitivity, která splňuje Curie-Weissův zákon s kritickou teplotou T*.

Teplotní závislost dvou komponent měkkého módu v PMN získaných z terahertzových a infračervených spekter. Minimum E komponenty, které je vidět u 400 K, je známkou lokálního strukturního fázového přechodu.

¹Institute of Physics, Czech Academy of Sciences, Na Slovance 2, 182 21 Prague 8, Czech Republic
²Laboratoire Charles Coulomb (L2C), UMR 2251, CNRS-Université de Montpellier, F-34095 Montpellier, France