Вплив одновісного тиску на двопроменезаломлення кристалів ТГС з домішкою L-валіну
Дослiджено температурнi й баричнi залежностi двопроменезаломлення Δni кристалiв триглiцинсульфату (ТГС) з домiшкою L-валiну. Встановлено, що внесення домiшки L-валiну приводить до послаблення температурної залежностi Δni кристалiв ТГС. Встановлено, що Δni достатньо чутливе до дiї одновiсних тискiв....
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Відділення фізики і астрономії НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/13434 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Вплив одновісного тиску на двопроменезаломлення кристалів ТГС з домішкою L-валіну / В.Й. Стадник, Ю.І. Кірик, І.М. Матвіїшин // Укр. фіз. журн. — 2010. — Т. 55, № 4. — С. 434-436. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860262787282894848 |
|---|---|
| author | Стадник, В.Й. Кірик, Ю.І. Матвіїшин, І.М. |
| author_facet | Стадник, В.Й. Кірик, Ю.І. Матвіїшин, І.М. |
| citation_txt | Вплив одновісного тиску на двопроменезаломлення кристалів ТГС з домішкою L-валіну / В.Й. Стадник, Ю.І. Кірик, І.М. Матвіїшин // Укр. фіз. журн. — 2010. — Т. 55, № 4. — С. 434-436. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Дослiджено температурнi й баричнi залежностi двопроменезаломлення Δni кристалiв триглiцинсульфату (ТГС) з домiшкою L-валiну. Встановлено, що внесення домiшки L-валiну приводить до послаблення температурної залежностi Δni кристалiв ТГС. Встановлено, що Δni достатньо чутливе до дiї одновiсних тискiв. Визначено баричнi коефiцiєнти змiщення точки ФП ∂Tc/∂σm.
Исследованы температурные и барические зависимости двупреломления Δni кристаллов триглицинсульфата (ТГС) с примесью L-валина. Установлено, что внесение примеси L-валина ведет к ослаблению температурной зависимости Δni кристаллов ТГС. Установлено, что Δni достаточно чувствительно к действию одноосных давлений. Определены барические коэффициенты смещения точки фазового перехода ∂Tc/∂σm.
The temperature and baric dependences of the birefringence Δni of triglycine sulphate (TGS) crystals with L-valine admixture are investigated. It is established that the introduction of the L-valine admixture results in the weakening of the temperature dependence of the birefringence of TGS crystals. It is shown that Δni is rather sensitive to the action of uniaxial pressures. The baric shift coefficients of the point of phase transition ∂Tc/∂σm are determined.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:57:54Z |
| format | Article |
| fulltext |
EFFECT OF UNIAXIAL PRESSURE
EFFECT OF UNIAXIAL PRESSURE ON BIREFRINGENCE
OF TRIGLYCINE SULFATE CRYSTALS
WITH L-VALINE ADMIXTURE
V.YO. STADNYK, YU.I. KIRYK, I.M. MATVIISHYN
Ivan Franko Lviv National University
(8, Kyrylo and Mefodii Str., Lviv 79005; e-mail: vasylstadnyk@ ukr. net )
PACS 61.72.JJ
c©2010
The temperature and baric dependences of the birefringence Δni
of triglycine sulphate (TGS) crystals with L-valine admixture are
investigated. It is established that the introduction of the L-valine
admixture results in the weakening of the temperature dependence
of the birefringence of TGS crystals. It is shown that Δni is rather
sensitive to the action of uniaxial pressures. The baric shift co-
efficients of the point of phase transition ∂Tc/∂σm are determined.
1. Introduction
The introduction of impurities into a ferroelectric TGS
crystal results in a change of its optical properties. For
example, it is shown that the insertion of the admixtures
of alanine [1] and L-threonine [2] influences the refractive
indices ni and Δni of TGS crystals.
The given work is devoted to the investigation of
the influence of the L-valine admixture and a uniaxial
mechanical pressure on the dispersion and temperature
variations of Δni in TGS crystals.
L-valine is an amino acid differing from glycine in the
С-(СН3)2 group [3]. It is established that the domain
structure of impurity TGS crystals changes, by depend-
ing on the time of spontaneous ageing [4]. All impu-
rity TGS crystals are characterized by the displacement
fields, whose influence is similar to that of an external
field, so that a sample becomes single-domain, and the
domain structure gets fixed [5].
2. Measurement Results and Discussion
Figure 1 shows the dispersion Δni of pure and impu-
rity TGS crystals measured by the interference method
using the technique described in [6]. One can see that
the introduction of an impurity substantially changes the
absolute value of Δni without affecting the character of
the dispersion |∂Δnz/∂λ| > |∂Δnx/∂λ| > |∂Δny/∂λ|.
The birefringence of the impurity crystal decreases in
the Z- and Y -directions: Δnp
z −ΔnL
z = 7.87× 10−3 and
7.58×10−3, Δnp
y−ΔnL
y = 4.42×10−3 and 7.6×10−3 for
λ = 300 and 700 nm, respectively. In the X-direction,
we revealed a change of sign of the birefringence as com-
pared to the pure TGS crystal: δ(Δnx) = Δnp
x−ΔnL
x =
−1.88×10−3 and +1.31×10−3 for λ = 300 and 700 nm,
respectively.
It is discovered that, at room temperature and λ ∼
349 nm, Δni of pure and impurity TGS crystals be-
come equal Δnp
x = ΔnL
x = 0.07861. As Δnx of the im-
purity crystal decreases with temperature much slower
than that of the pure one, a decrease of the temperature
will result in a shift of the point Δnp
x = ΔnL
x toward
larger wavelengths. A similar situation was observed in
the TGS crystal with L-threonine admixture. It is clear
that the introduction of impurities of different weight
compositions into a TGS crystal will result in quantita-
Fig. 1. Birefringence of pure TGS crystals (light points) and those
with L-valine admixture (LVTGS) (dark point)
ISSN 2071-0194. Ukr. J. Phys. 2010. Vol. 55, No. 4 431
V.YO. STADNYK, YU.I. KIRYK, I.M. MATVIISHYN
Fig. 2. Temperature behavior of the birefringence of TGS crys-
tals with 5% admixture of L-valine for different directions of the
uniaxial pressure for λ = 500 nm: dark points – mechanically free
crystal, 1 – σx, 2 – σy , 3 – σz = 200 bar, respectively
tive variations of ni and Δni. Therefore, the existence
of the point of equality of Δni in certain directions for
pure and impurity crystals can be used for the optical
investigation of the impurity distribution.
Figure 2 shows the temperature variations of the prin-
cipal values of Δni of the LVTGS crystals for loaded
samples. The general peculiarities are as follows: Δni
changes proportionally with temperature; the value
of the derivative ∂Δni/∂T changes at the transition
through the Curie point; the uniaxial pressures do not
essentially influence the temperature behavior of Δni,
though they change its absolute value; the phase tran-
sition (PT) point shifts under the action of the pres-
sure. With decreasing temperature, Δni falls in all
the three crystallophysical directions. It is established
that changes of Δni in the paraphase are linear in all
directions of the impurity TGS crystal: dΔny/dT =
6.54× 10−5, dΔnz/dT = 12.44× 10−5, and dΔnx/dT =
2.41 × 10−5 K−1. In the ferrophase, there exists an
inessential nonlinearity of variations of Δni. In the
Z- and Y -directions, we observed pronounced changes
of Δni(T ) at the Curie point, whereas these changes
were inessential in the X-direction. In the ferrophase,
Δni of the impurity crystal changes with temperature
very weakly: dΔny/dT = 0.85 × 10−5, dΔnz/dT =
1.86× 10−5, and dΔnx/dT = 1.85× 10−5 K−1.
It is established that Δni increases linearly up to the
pressures σi ∼ 200 bar. The pressures σx and σy result
in variations of Δnz of different magnitudes and unlike
signs: δΔnz = 8.1×10−5 (σx = 200 bar) and −7.2×10−5
(σx = 200 bar). Similar dependences were obtained for
Δnx and Δny: δΔny = −6.2×10−5 and 9.8×10−5 for σx
and σz = 200 bar, δΔnx = 10.1×10−5 and −12.3×10−5
for σy and σz = 200 bar. In whole, one of the pressures
normal to the direction of observation always gives an
increase of Δni, and the other one — a decrease; in ad-
dition, these increments are different in absolute value,
and for the LVTGS crystal δΔnx > δΔny ≥ δΔnz.
One can also see from Fig. 2 that, under the action
of the pressures σx and σy, the PT point shifts toward
lower temperatures: T x
c = 320.5 K and T y
c = 320.2 K,
while the pressure σz shifts the latter toward higher tem-
peratures T z
c = 325.2 K (T 0
c = 321.8 K). In this case,
the temperature coefficients of a shift of the PT point
amount to ∂Tc/∂σx = −0.0064, ∂Tc/∂σy = −0.008, and
∂Tc/∂σz = +0.0171 K/bar. The total (hydrostatic) shift
coefficient of the PT point under the action of the uni-
axial pressures is equal to:
∂Tc/∂p =
3∑
i=1
∂Tc/∂σi = +0.0027 K/bar.
On the one hand, these results are in good agreement
with the corresponding data for a pure TGS crystal ob-
tained in [7]: ∂Tc/∂σx = −7, ∂Tc/∂σy = −8.5, and
∂Tc/∂σz = 20 K/bar. Our coefficients are somewhat
lower, which confirms an increase of the hardness of TGS
crystals due to the introduction of admixtures.
On the other hand, similar results were obtained for
LiKSO4, RbNH4SO4, and (NH4)2BeF4 crystals, as well
as Rochelle salt and KDP [10–13], where one observed a
shift of Tc toward higher or lower temperatures depend-
ing on the pressure direction; moreover, the total shift
coefficient was negative. These shifts of the PT points
were explained by the influence of the temperature and
pressure on the shift of structural elements characteristic
of a given PT.
Figure 3 shows the baric dependences of the birefrin-
gence of TGS crystals with 5% admixture of L-valine at
room temperature at λ = 500 nm. It is seen that the
quantity Δni increases linearly to pressures σi ∼ 200
bar. Pressures σx and σy causes changes in Δnz differ-
ent in values and signs: δΔnz = 8.1 · 10−5 (σx = 200
bar) and −7.2 · 10−5 (σx = 200 bar).
Thus, we have investigated the temperature and baric
dependences of Δni of triglycine sulphate crystals with
L-valine admixture. It is established that the introduc-
tion of the L-valine admixture results in the weakening
of the temperature dependence of Δni, which is caused
by an increase of the hardness of impurity crystals and a
reduction of the spontaneous polarization. It is discov-
ered that Δni is rather sensitive to the action of uniaxial
432 ISSN 2071-0194. Ukr. J. Phys. 2010. Vol. 55, No. 4
EFFECT OF UNIAXIAL PRESSURE
Fig. 3. Baric dependence of the birefringence of TGS crystals with
5% admixture of L-valine at room temperature at λ = 500 nm: 1
– σx; 2 – σy ; 3 – σz
pressures. Moreover, one of the pressures normal to the
direction of observation always results in an increase of
Δni, while the other one does in its decrease, and these
increments are different in absolute values. The temper-
ature coefficients of the shift of the PT point ∂Tc/∂σm
determined in the work appeared to be somewhat lower
than those in pure TGS crystals.
1. N.A. Romanyuk, S.S. Dikii, A.M. Kostetskii, and
V.M. Gaba, Fiz. Elektr. 26, 76 (1983).
2. N.A. Romanyuk, A.M. Kostetskii, and I.F. Viblyi, Ukr.
Fiz. Zh. 21, 207 (1976).
3. J. Stankowska, S. Mielcarek, A. Czarnecka, and M. Mu-
sial, Ferroelectrics 158, 169 (1994).
4. J. Stankowska, A. Czarnecka, and S. Mielcarek, Ferro-
electrics 172, 221 (1995).
5. J. Stankowska, A. Czarnecka, and G. Kwitkowska, Fer-
roelectrics 1108, 325 (1990).
6. V.Yo. Stadnyk, M.O. Romanyuk, M.R. Tuzyak, and
V.Yu. Kurluak, Ukr. J. Phys. 54, 587 (2009).
7. M.O. Romanyuk, B.G. Mytsyk, and V.M. Varikash, Fiz.
Tverd. Tela 25, 1670 (1983).
8. M.O. Romanyuk and V.Yo. Stadnyk, Cond. Matt. Phys.
2, 711 (1999).
9. V.I. Stadnyk, N.A. Romanyuk, and R.G. Chervonyi, Opt.
Spektr. 84, 317 (1998).
10. V.Yo. Stadnyk, Ukr. Fiz. Zh. 43, 213 (1998).
11. M.O. Romanyuk and V.Yo. Stadnyk, Ukr. J. Phys. 51,
979 (2006).
Received 07.10.09.
Translated from Ukrainian by H.G. Kalyuzhna
ВПЛИВ ОДНОВIСНОГО ТИСКУ
НА ДВОПРОМЕНЕЗАЛОМЛЕННЯ
КРИСТАЛIВ ТГС З ДОМIШКОЮ L-ВАЛIНУ
В.Й. Стадник, Ю.I. Кiрик, I.М. Матвiїшин
Р е з ю м е
Дослiджено температурнi й баричнi залежностi двопроменеза-
ломлення Δni кристалiв триглiцинсульфату (ТГС) з домiшкою
L-валiну. Встановлено, що внесення домiшки L-валiну приво-
дить до послаблення температурної залежностi Δni кристалiв
ТГС. Встановлено, що Δni достатньо чутливе до дiї одновi-
сних тискiв. Визначено баричнi коефiцiєнти змiщення точки
фазового переходу ∂Tc/∂σm.
ISSN 2071-0194. Ukr. J. Phys. 2010. Vol. 55, No. 4 433
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-13434 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2071-0194 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:57:54Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Відділення фізики і астрономії НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Стадник, В.Й. Кірик, Ю.І. Матвіїшин, І.М. 2010-11-08T17:24:25Z 2010-11-08T17:24:25Z 2010 Вплив одновісного тиску на двопроменезаломлення кристалів ТГС з домішкою L-валіну / В.Й. Стадник, Ю.І. Кірик, І.М. Матвіїшин // Укр. фіз. журн. — 2010. — Т. 55, № 4. — С. 434-436. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 2071-0194 PACS 61.72.JJ https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/13434 537.226, 548 Дослiджено температурнi й баричнi залежностi двопроменезаломлення Δni кристалiв триглiцинсульфату (ТГС) з домiшкою L-валiну. Встановлено, що внесення домiшки L-валiну приводить до послаблення температурної залежностi Δni кристалiв ТГС. Встановлено, що Δni достатньо чутливе до дiї одновiсних тискiв. Визначено баричнi коефiцiєнти змiщення точки ФП ∂Tc/∂σm. Исследованы температурные и барические зависимости двупреломления Δni кристаллов триглицинсульфата (ТГС) с примесью L-валина. Установлено, что внесение примеси L-валина ведет к ослаблению температурной зависимости Δni кристаллов ТГС. Установлено, что Δni достаточно чувствительно к действию одноосных давлений. Определены барические коэффициенты смещения точки фазового перехода ∂Tc/∂σm. The temperature and baric dependences of the birefringence Δni of triglycine sulphate (TGS) crystals with L-valine admixture are investigated. It is established that the introduction of the L-valine admixture results in the weakening of the temperature dependence of the birefringence of TGS crystals. It is shown that Δni is rather sensitive to the action of uniaxial pressures. The baric shift coefficients of the point of phase transition ∂Tc/∂σm are determined. uk Відділення фізики і астрономії НАН України Тверде тіло Вплив одновісного тиску на двопроменезаломлення кристалів ТГС з домішкою L-валіну Влияние одноосного давления на двупреломление кристаллов ТГС с примесью L-валина Effect of Uniaxial Pressure on Birefringence of Triglycine Sulfate Crystals with L-Valine Admixture Article published earlier |
| spellingShingle | Вплив одновісного тиску на двопроменезаломлення кристалів ТГС з домішкою L-валіну Стадник, В.Й. Кірик, Ю.І. Матвіїшин, І.М. Тверде тіло |
| title | Вплив одновісного тиску на двопроменезаломлення кристалів ТГС з домішкою L-валіну |
| title_alt | Влияние одноосного давления на двупреломление кристаллов ТГС с примесью L-валина Effect of Uniaxial Pressure on Birefringence of Triglycine Sulfate Crystals with L-Valine Admixture |
| title_full | Вплив одновісного тиску на двопроменезаломлення кристалів ТГС з домішкою L-валіну |
| title_fullStr | Вплив одновісного тиску на двопроменезаломлення кристалів ТГС з домішкою L-валіну |
| title_full_unstemmed | Вплив одновісного тиску на двопроменезаломлення кристалів ТГС з домішкою L-валіну |
| title_short | Вплив одновісного тиску на двопроменезаломлення кристалів ТГС з домішкою L-валіну |
| title_sort | вплив одновісного тиску на двопроменезаломлення кристалів тгс з домішкою l-валіну |
| topic | Тверде тіло |
| topic_facet | Тверде тіло |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/13434 |
| work_keys_str_mv | AT stadnikvi vplivodnovísnogotiskunadvopromenezalomlennâkristalívtgszdomíškoûlvalínu AT kírikûí vplivodnovísnogotiskunadvopromenezalomlennâkristalívtgszdomíškoûlvalínu AT matvííšiním vplivodnovísnogotiskunadvopromenezalomlennâkristalívtgszdomíškoûlvalínu AT stadnikvi vliânieodnoosnogodavleniânadvuprelomleniekristallovtgssprimesʹûlvalina AT kírikûí vliânieodnoosnogodavleniânadvuprelomleniekristallovtgssprimesʹûlvalina AT matvííšiním vliânieodnoosnogodavleniânadvuprelomleniekristallovtgssprimesʹûlvalina AT stadnikvi effectofuniaxialpressureonbirefringenceoftriglycinesulfatecrystalswithlvalineadmixture AT kírikûí effectofuniaxialpressureonbirefringenceoftriglycinesulfatecrystalswithlvalineadmixture AT matvííšiním effectofuniaxialpressureonbirefringenceoftriglycinesulfatecrystalswithlvalineadmixture |