物理百科

位移型相变

2022-01-01

displacive phase transition

简介

位移型相变是晶体结构相变的一类,相变时晶胞中的某些原子移动一个比晶胞线度小得多的距离,形成新结构的相.

BaTiO3晶体在393K由立方结构转变到四方结构是这种相变的一个典型例子(如图1). 原子由中心对称位置移动了一个小距离,每个晶胞中原子的位移是相同的,这种相变称为是铁畸变的.

SrTiO3晶体在110K由立方结构转变到四方结构是这种相变的另一类例子(如图2).高温相中的氧八面体绕立方轴作一微小旋转但相邻的氧八面体的旋转是反向的,因此新晶胞尺寸增加一倍,这种相变称为反铁畸变的.

图1 BaTiO3中离子的位移

图2 SrTiO3中离子的位移

结构相变的软模理论对于分析位移型相变是成功的,高温相的某一简正振动模的软化导致晶格失稳,引起相变. 对于铁畸变的相变,软模是Brillouin区中心的声子(声子波矢q=0). 对于反铁畸变的相变,则为q≠0的声子; 例如,如果晶胞尺寸增大一倍,则为Brillouin区边界的声子.

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