Temperature dependence of the Brillouin spectra in Sn₂P₂S(Se)₆ ferroelectric crystals

Abstract

A temperature dependence of hypersound velocities at transition from a paraelectric phase to ferroelectric phase in Sn₂P₂S₆ crystals was investigated by Brillouin scattering spectroscopy. Based on these data, full set of elastic constants was determined. Similar measurements were also performed for Sn₂P₂(Se₀.₀₂₈S₀.₇₂)₆ mixed crystals in the paraelectric phase near a Lifshitz point. The sound velocity indicatrices’ evolution at transition from Sn₂P₂S₆ to Sn₂P₂(Se₀.₂₈S₀.₀₇₂)₆ was observed and softening of transverse acoustic phonons in the paraelectric phase near the Lifshitz point was found. An instability of the acoustic phonons is induced by an interaction with a soft optic mode which is the origin of an incommensurate phase appearance in mixed crystals Sn₂P₂(SexS₁−x)₆ with x > xLP = 0.28.

Методом розсіювання Мандельштама-Бріллюена досліджено температурну залежність швидкостей гіперзвуку при переході з параелектричної у сегнетоелектричну фазу в кристалах Sn₂P₂S₆. На основі цих даних визначено повний набір пружних модулів. Такі ж вимірювання проведені для твердого розчину Sn₂P₂(Se₀.₀₂₈S₀.₇₂)₆ у параелектричній фазі біля точки Ліфшиця. Спостерігається еволюція індикатриси швидкостей при переході від Sn₂P₂S₆ до Sn₂P₂(Se₀.₂₈S₀.₀₇₂)₆ та зм’якшення поперечного акустичного фонона в параелектричній фазі біля точки Ліфшиця. Нестабільність акустичного фонона спричинена взаємодією з м’якою оптичною модою, що є природою виникнення несумірної фази в твердих розчинах Sn₂P₂(SexS₁−x)₆ з x > xLP = 0.28.