Псевдоспиновая модель надбарьерных состояний в трехкомпонентном многоподрешеточном кристалле

Abstract

Рассмотрена модель структурно разупорядоченного кристалла с тремя эквивалентными состояниями на узле. Построен эффективный псевдоспиновый гамильтониан модели, учитывающий состояния надбарьерного движения. Получено выражение для неравновесной свободной энергии в случаях одно- и четырехподрешеточного упорядочения. Изучено состояние метастабильного беспорядка для одноподрешеточной структуры и равновесный фазовый переход для четырехподрешеточной модели. Результаты применены к интерпретации мессбауэровских исследований ян-теллеровского кристалла Cu(H₂O)₆ SiF₆. Дано теоретическое объяснение перехода статика–динамика, наблюдаемого в разупорядоченной фазе этого кристалла при приближении к точке структурного фазового перехода.

Розглянуто модель структурно розупорядкованого кристала із трьома еквівалентними станами на вузлі. Побудовано ефективний псевдоспіновий гамільтоніан моделі, який враховує стани надбар'єрного руху. Отримано вираження для нерівноважної вільної енергії у випадках одне- і чотирьохпідграткового впорядкування. Вивчено стан метастабільного непорядку для однопідграткової структури й рівноважний фазовий перехід для чотирьохпідграткової моделі. Результати застосовано до інтерпретації мессбауерівських досліджень ян-теллерівського кристала Cu(H₂O)₆ SiF₆. Дано теоретичне пояснення переходу статика–динаміка, що спостерігається в розупорядкованій фазі цього кристала при наближенні до точки структурного фазового переходу.

The model of structurally disordered crystal having three equivalent states at each site is under consideration. An effective pseudospin Hamiltonian taking into account over-barrier states has been obtained. An expression for nonequilibrium free energy has been derived for the cases of one- and four-sublattice ordering. The state of metastable disorder for a one-sublattice structure and the equilibrium phase transition for a four-sublattice model have been studied. The results are used to interpret the M ssbauer investigations of the Jahn–Teller crystal Cu(H₂O)₆ SiF₆. A theoretical explanation is proposed for the statics–dynamics transformation observed in the disordered phase of this crystal as the structural phase transition point is approached.