Низкотемпературные свойства ориентационно вырожденных (OH)¯ центров в протонпроводящих оксидах

Abstract

Показано, что наличие протон-ассоциированных дипольных центров (OH)¯ может приводить к появлению стеклоподобных низкотемпературных свойств у оксидов АВO₃₋y, допированных катионами более низкой валентности. Эти свойства обусловлены расщеплением ориентационно вырожденных состояний дипольных (OH)– центров за счет туннелирования протонов и случайных кристаллических полей. Установлено, что замещение водорода дейтерием или тритием может приводить к необычным и аномально большим изотопным эффектам для вкладов вырожденных центров в термодинамические свойства и поглощение упругих и электромагнитных волн.

Показано, що наявність протон-асоційованих дипольних центрів (OH)¯ може призводити до появи склоподібних низькотемпературних властивостей у оксидів АВO₃₋y, допованих катіонами більш низької валентності. Такі властивості обумовлені розщепленням орієнтаційно вироджених станів дипольних (OH)– центрів за рахунок тунелювання протонів та випадкових кристалічних полів. Встановлено, що заміщення водню дейтерієм або тритієм може приводити до незвичайних та аномально великих ізотопних ефектів стосовно вкладів вироджених центрів в термодинамічні властивості та поглинання пружних та електромагнітних хвиль.

It is shown that the proton-associated dipole centers (OH)¯ can provide glasslike low-temperature properties of ABO₃₋y oxides doped with cations of lower valence. These properties result from the splitting of the orientationally degenerated states of the (OH)– centers by proton tunneling and random crystal fields. It is found that the substitution of hydrogen by deuterium or tritium leads to large and abnormal isotope effects for the contributions of degenerated centers to thermodynamic properties and absorption of elastic and electromagnetic waves.