Особливості комбінаційного розсіяння світла в гіротропних кристалах тетрагональної сингонії

Вплив ізотопного заміщення на прояви просторової дисперсії в динаміці гратки вивчався на Е-дублетах 93 см -1 в кристалах CdP2 та 99 см -1 в кристалах ZnP2, для яких величина ЦД КРС практично дорівнює 1. В спектрах моноізотопних кристалів ці дублети зсунуті як ціле відносно свого положення в природних кристалах приблизно на + 0. 2 см-1 для CdP2 та  0. 8 см 1 для ZnP2. Величини розщеплення та півширини при цьому не змінюються, що є незаперечним підтвердженням того, що ці дублети належать коливальним модам усього кристала, за всіма ознаками елементарним. Величина ЦД КРС при цьому не змінюється. Це цілком узгоджується з уявленням про те, що ЦД КРС є типовим колективним ефектом просторової дисперсії, властивий малим хвильовим векторам. Отже, обмін кутовим моментом, спектроскопічним проявом якого є ЦД КРС, відбувається між електромагнітним полем і кристалом в цілому.

Проведено експерименти по виявленню фононних станів з ненульовим моментом імпульсу в тетрагональних кристалах PbMoO4 при переході з центросиметричної в гіротропну фазу під дією електричного поля, які характерні для низькочастотних Е-мод в гіротропних кристалах ZnP2, CdP2, LiIO3 та TeO2 і проявляються в спектрах КРС як циркулярний дихроїзм. Наявність електричного поля в кристалі PbMoO4 вздовж лазерного променя та його величина контролювалася по величині лiнiйної електрогiрацiї, яка вимірювалася за допомогою розробленого нами методу оптимізованого класичного поляриметра. Показано, що величина можливого ефекту ЦД КРС менша за нижню межу застосовності диференціальної методики, в нашому випадку  0, 06 см-1.

 

 

Проаналізовано особливості вимірювання КРС в гіротропних анізотропних середовищах і детально досліджено циркулярний дихроїзм в спектрах КРС одновісних гіротропних кристалів ZnP2, CdP2, TeO2, що належать до аксіального кристалічного класу 422, причому вказано на можливість зменшення спостережуваної величини ЦД за рахунок відбивання збуджуючого світла від вихідної поверхні зразка та уточнено величину ЦД КРС в кристалах TeO2.

Вперше експериментально встановлено залежність проявів просторової дисперсії в спектрах КРС тетрагональних гіротропних кристалів ZnP2 та CdP2 від напряму хвильового вектора фонона.

Вперше показано, що в спектрах КРС тетрагональних гіротропних кристалів одночасно може існувати два протилежних за характером типи поведінки розщеплення Е-дублетів в залежності від напряму хвильового вектора фонона, а саме, один відомий раніше і властивий всім тетрагональним нецентросиметричним кристалам, а інший зумовлений просторовою дисперсією першого порядку і тому притаманний лише гіротропним кристалам.

Вперше встановлено, що розщеплення деяких Е-дублетів в кристалах ZnP2 та CdP2 повністю зумовлене просторовою дисперсією. Однією з спектроскопічних ознак такої природи розщеплення поряд з близькою до одиниці величиною циркулярного дихроїзму КРС є його симетричність, причому частота раманівського зсуву центра дублета співпадає з частотою лінії поглинання в ІЧ спектрі. На підставі аналізу кутової залежності цих розщеплень визначено тип вказівної поверхні псевдотензора гірації для відповідної області частот збуджень кристалічної гратки.

Встановлено, що залежності розщеплення низькочастотного Е-дублета в спектрі КРС TeO2 від напрямку та модуля хвильового вектора не суперечать загальним уявленням про дисперсію фононних гілок в тетрагональних гіротропних кристалах, як вважалося раніше, а причиною позірної аномалії є наявність поблизу Е-дублета третьої лінії типу В1, яка вперше була виявлена в даній роботі. На підставі отриманих в роботі даних уточнено класифікацію ліній КРС за типами симетрії.

Дослідженнями ізотопічних ефектів в спектрах КРС гіротропних кристалів ZnP2 та CdP2 підтверджено елементарність ліній КРС із значною величиною циркулярного дихроїзму КРС і колективний характер відповідних збуджень, а також експериментально доведено неелементарність деяких інших ліній КРС.

 

 

Garasevich S. G., Slobodyanyuk A. V., Yanchuk Z. Z. Anomalous angular dependence of E-modes splitting in Raman spectra of uniaxial gyrotropic crystals // Physics Letters A. – 1995. – V. 197. – P. 238-242.

Гарасевич С. Г., Слободянюк О. В. Прояви просторової дисперсії в спектрах КРС тетрагональних гіротропних кристалів TeO2 // Вісник Київського університету. Сер. фіз. -мат. наук. – 2001. – №2. – C. 416-430.

Гарасевич С., Коренюк П., Слободянюк О., Янчук З. Ізотопічні ефекти у спектрах КРС гіротропних кристалів дифосфідів цинку та кадмію // Журнал фізичних досліджень. – 2000. – T. 4, №2. – C. 202-207.

Гарасевич С. Г., Коренюк П. І., Мягченко Ю. О., Осипов С. І., Слободянюк О. В. Застосування оптимізованого класичного поляриметра для визначення вмісту оптично-активних речовин в прозорих та темних розчинах // Вісник Київського університету. Сер. фіз. -мат. наук. – 1999. – №1. – С. 311-321.

Slobodyanyuk A. V., Garasevich S. G. Peculiarities of Raman scattering in gyrotropic сrystals // Proceedings of SPIE. – 2000. – Vol. 4069. – P. 76-82.

Garasevich S. G., Myagchenko Yu. A., Osipov S. I., Slobodyanyuk A. V. Classical polarimiter optimization // Proceedings of SPIE. – 1993. – Vol. 2161. – P. 161-165.

Garasevich S. G., Slobodyanyuk A. V. Angular behavior of E-doublets in Raman spectra of