Низкотемпературная решеточная нестабильность SnTe

Abstract

При нагреве в интервале 80–290 К получены температурные зависимости параметра элементарной ячейки a(Е) теллурида олова с различной степенью отклонения от стехиометрии. Для образца стехиометрического состава (50 ат. % Te) на зависимости a(T) в области 90–100 К обнаружена аномалия, по-видимому, соответствующая известному сегнетоэлектрическому фазовому переходу (ФП). При 50,4 ат. % Te в интервалах 135150 К и 200–215 К наблюдаются резко выраженные скачки параметра Δa/a ≈ 0,015), отвечающие отрицательному коэффициенту теплового расширения. При дальнейшем увеличении степени отклонения от стехиометрии (50,8 ат. % Te) указанные эффекты менее выражены. Неустойчивость кристаллической решетки в определенных температурных интервалах связывается с фазовыми переходами в подсистеме собственных дефектов – нестехиометрических вакансий, – обусловленными их перераспределением по катионной подрешетке при изменении температуры и состава. Выясняется роль релаксационных явлений в процессе перестройки дефектной подсистемы кристалла.

The temperature dependences of the unit cell parameter a(T) of tin telluride with different degrees of deviation from stoichiometry were obtained under heating in the range 80–290 K. For the sample with the stoichiometric composition (50 at. %Te), in the temperature range of 90–100 K an anomaly was observed, which is attributed to the known ferroelectric phase transition. With 50.4 at. % Te pronounced anomalies of the unit cell parameter (Δa/a ≈ 0.015) were detected at 135–150 K and 200–215 K which correspond to a negative coefficient of thermal expansion. With a further increase in the degree of deviation from stoichiometry (50.8 at. % Te) the above effects become less pronounced. Instability of the crystal lattice in certain temperature ranges is attributed to phase transitions in the subsystem of native defects (nonstoichiometric vacancies) due to their redistribution over the cation sublattice at changing temperature and composition. The role of relaxation phenomena in the crystal defect subsystem reconstruction is discussed.