Brillouin-Streuung in Strontiumtitanat-Einkristallen im Temperaturbereich 5 °K bis 300 °K

Abstract

Brillouin-Streuexperimente in SrTiO₃ im Bereich der Phasenumwandlung von der kubischen zur tetragonalen Struktur werden mit Hilfe eines Modells für den Phasenübergang gedeutet, das Ergebnisse liefert, die der Theorie von Landau und Khalatnikow entsprechen. Die Phasenänderung wird als Ubergang 2. Ordnung betrachtet, bei dem die beobachteten akustischen Effekte unterhalb der Umwandlungstemperatur auftreten. Als Temperatur des Phasenüberganges wird der Wert 107 + 0,5 °K ermittelt. Die Größe der Stufe in den Brillouin-Verschiebungen konnte aus Literaturdaten, wie Änderungen der Gitterparameter, Drehwinkel der Sauerstoffoktaeder, soft-mode-Frequenzen, vorhergesagt werden. Die Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen ist zufriedenstellend. Die Messungen legen eine verhältnismäßig geordnete Domänenstruktur der untersuchten Kristallproben in der Tieftemperaturphase nahe mit einer Domänenorientierung entlang den Achsenrichtungen der kubischen Phase und überwiegend antiparallel ausgerichteten tetragonalen Domänenachsen. Die beim Anwenden einer äußeren Spannung im Brillouin-Spektrum beobachteten Änderungen werden als Umorientierung der Domänenachsen gedeutet