Orantısız yapıya sahip ferroelektrik kristallerde faz geçişleri için iki alt örgü modeli

Abstract

Bu çalışmada, TlInS2 ve TlGaSe2 kristalinin dielektrik sabiti teorisi, Mikailzade ve diğerleri tarafından önerilen yeni bir yöntem kullanılarak incelenmiştir. Kristalin ferroelektrik faz geçişlerinin I.tür ve II.tür orantısız faz geçişleri olduğu belirlenmiştir. Bu geçişlerin Tc1 ve Tc2 sıcaklıklarında gerçekleştiği gözlemlenmiştir. Ferroelektrik kristalin iki alt örgü polarizasyonunun serbest enerji yoğunluğu toplamı ele alınmıştır. I. tür orantısızlık için elde edilen serbest enerji yoğunluğu ifadesi, Landau serbest enerji serisinin Q değişkenine göre açılmasıyla elde edilmiştir. II. tür orantısızlık için de benzer bir modelleme süreci uygulanarak dielektrik alınganlık ifadeleri ayrı ayrı çıkartılmıştır. Sonuçlar, sırasıyla TlInS2 ve T1GaSe2 kristalinin dielektrik sabitinin sıcaklıkla nasıl değiştiğini göstermektedir. Böylece, karmaşık materyallerin özelliklerini anlamak ve modellerini oluşturmak için matematiksel ve fiziksel temelleri sağlam bir şekilde ele almak mümkün olmaktadır. Çalışma, ferroelektrik kristallerin faz geçişlerini anlamak ve bu geçişlerin dielektrik özelliklerine nasıl etki ettiğini analiz etmek için kapsamlı bir modelleme ve teorik yaklaşım sunmaktadır.In this study, the dielectric constant theory of TlInS2 and TlGaSe2 crystals has been investigated using a new method proposed by Mikailzade et al. It has been determined that the ferrolectric phase transitions of the crystals are of first-order and second-order incommensurate phase transitions. These transitions have been observed to occur at temperatures Tc1 and Tc2, respectively. The total free energy density of the two sublattice polarizations of the ferroeletric crystal has been considered. For the first-order incommensurability, the obtained free energy density expression was derived by expanding the Landau free energy series with respect to the Q variable. A similar modeling process was applied for the second-order incommensurability to separately derive the dielectric susceptibility expressions. The results demonstrate how the dielectric constant of TlInS2 and TlGaSe2 crystals changes with temperature. This allows for a thorough understanding of the properties of complex materials and the development of models based on solid mathematical and physical foundations. The study presents a comprehensive modeling and theoretical approach to understanding ferroeletric crystal phase transitions and analyzing how these transitions affect dielectric properties.