Вісник Львівського університету. Серія фізична 56 (2019) с. 112-121
DOI: https://doi.org/10.30970/vph.56.2019.112

Кореляційний аналіз між структурними і рефрактивними параметрами кристалів групи ABSO4

П. Щепанський, М. Рудиш, Р. Матвіїв, В. Стадник, Р. Брезвін, О. Кушнір, Л. Карплюк

Проаналізовано зв’язок між рефрактивними та структурними параметрами кристалів групи ABSO4. Запропоновано співвідношення, які встановлюють хорошу кореляцію. У випадку низькосиметричних кристалів групи ABSO4 виявлено надзвичайно високу кореляцію усередненого показника заломлення з усередненим параметром кристалічної ґратки та іонним радіусом катіона лужного елемента. Окрім того, показник заломлення добре корелює з конкретними комбінаціями густини кристала та середньої атомної маси. Отримано хорошу кореляцію показника заломлення з одиничним об'ємом комірки на один атом сірки. Запропонований кореляційний аналіз демонструє низку практичних можливостей для прогнозування рефрактивних властивостей нових кристалів ABSO4, базуючись на їх структурі.

Текст статті (pdf)


Список посилань
  1. \textit{Ackermann W.} Beobachtungen ?ber Pyroelektrizit't in ihrer Abh'ngigkeit von der Temperatur / W. Ackermann // Ann. Phys. –1915. – V. 351. – P. 197–220. DOI: 10.1002/andp.19153510203.
  2. \textit{Rao K. J.} Crystal structure transformations of alkali sulphates, nitrates and related substances: thermal hysteresis in reversible transformations / K. J. Rao, N. R. Rao // J. Mater. Sci. – 1996. – V. 1. – P. 238-248. DOI: 10.1007/BF00550172.
  3. \textit{Diosa L. E.} Phase transitions in LiKSO4 between 10 and 750 K / L. E. Diosa, G. Gonzales-Montero, A. Vargas // Phys. Stat. Sol. (b) . – 2000. – V. 220. – P. 647-650. DOI: 10.1002/1521-3951(200007)220:1<647::AID-PSSB647>3.0.CO;2-9.
  4. \textit{Lima R. J. C.} A new phase in the LiRbSO4–LiCsSO4 system / R. J. C. Lima, J. M. Sasaki, P. T. C. Freire, A. P. Ayala, I. Guedes, F. E. A. Melo, F. J. Mendes // Journal of Physics Condensed Matter. – 2000. – V. 12. – P. 7559-7568. DOI: 10.1088/0953-8984/12/34/303.
  5. \textit{Righi A.} Electro-optic properties of LiKSO4 and LiK1-xRbxSO4 crystals / A. Righi, J. P. Salvestrini, P. Bourson, R. L. Moreira, and M. D. Fontana // Applied Physics B. – 1998. – V. 67. – P. 559-562.
  6. \textit{El-Muraikhi M.} On the preparation of electron sensor using LiRbSO4 samples / M. El-Muraikhi, M. E. Kassem, M. Gaafar, M. M. H. Abdel Gawad, I. M. Ragab // Phys. Stat. Sol. (a) . – 2005. – V. 202. – P. 163-169. DOI: 10.1002/pssa.200406907.
  7. \textit{Romanyuk M. O.} Inversion of the Sign of Birefringence and its Application in Thermometry / M. O. Romanyuk, M. M. Romanyuk // Ferroelectrics. – 2005. – V. 317. – P.57–61. DOI: 10.1080/00150190590963444.
  8. \textit{Stadnyk V. Yo.} Optical and electronic parameters of RbNH4SO4 crystals / V. Yo. Stadnyk, M. O. Romanyuk, R. S. Brezvin // Ferroelectrics. – 1997. – V. 192. – P. 203-207. DOI: 10.1080/00150199708216190.
  9. \textit{Стадник В. Й.} Електронна поляризовність фероїків. Монографія / Стадник В., Романюк М., Брезвін Р. – Львів: Вид-во ЛНУ ім. І. Франка, 2014. – 306 с.
  10. \textit{El-Korashy A.} Optical studies of (NH4)2SO4 single crystal in the paraelectric phase / A. El-Korashy, H. El-Zahed, M. Radwan // J. Phys. Chem. Sol. – 2003. – V. 64. – P. 2141-2146. DOI: 10.1016/S0022-3697(03)00132-X.
  11. \textit{Брезвін Р. С.} Оптико-електронні параметри фероїків групи сульфатів та цинкатів. Монографія / Брезвін Р., Габа В., Романюк М., Стадник В. – Львів: Ліга-Прес, 2018. – 244 с.
  12. \textit{Romanyuk M. O.} Spectral refractometry of the ferroics of triglycine sulfate group, Rochelle salt and potassium sulfate crystals / M. O. Romanyuk // J. Phys. Stud. – 2006. – V. 10. – P. 358-380.
  13. \textit{Stadnyk V. I.} Temperature and spectral changes in the refractive indices of LiKSO4 crystals under uniaxial pressures / V. I. Stadnyk, M. O. Romanyuk, O. S. Kushnir, R. S. Brezvin, A. V. Franiv // International Journal of Modern Physics B. – 2010. – V. 24. – P. 6219-6233. DOI: 10.1142/S0217979210057675.
  14. \textit{Gaba V. M.} Temperature changes in refractive indices of uniaxially compressed K2SO4 crystals / V. M. Gaba, V. I. Stadnyk, O. S. Kushnir, and O. Z. Chizh // Opt. Spectrosc. – 2011. – V. 110. – P. 967-972. DOI: 10.1134/S0030400X11060099.
  15. \textit{Rudysh M. Ya.} Ionicity and birefringence of /alpha-LiNH4SO4 crystals: ab initio DFT study, X-ray spectroscopy measurements / M. Ya. Rudysh, M. G. Brik, O. Y. Khyzhun, A. O. Fedorchuk, I. V. Kityk, P. A. Shchepanskyi, V. Yo Stadnyk, G. Lakshminarayana, R. S. Brezvin, Z. Bak, M. Piasecki // RSC Adv. – 2017. – V.7. – P.6889–6901. DOI: 10.1039/C6RA27386F.
  16. \textit{Shchepanskyi P. A.} Structure and Optical Anisotropy of K1,75(NH4)0,25SO4 solid solution / P. A. Shchepanskyi, O. S. Kushnir, V. Yo. Stadnyk, A. O. Fedorchuk, M. Ya. Rudysh, R. S. Brezvin, P. Yu. Demchenko, A. S. Krymus // Ukr. J. Phys. Opt. – 2017. – V. 18. –P.187–197. DOI: 10.3116/16091833/18/4/187/2017.
  17. \textit{Shchepanskyi P. A.} Structure and refractive properties of LiNaSO4 single crystals / P. A. Shchepanskyi, O. S. Kushnir, V. Yo. Stadnyk, R. S. Brezvin, A. O. Fedorchuk // Ukr. J. Phys. Opt. – 2018. – V. 19. – P. 141-149. DOI: 10.3116/16091833/19/3/141/2018.
  18. \textit{Yariv A.} Optical waves in crystals: propagation and control of laser radiation / Yariv A., Yeh P. – New York: Wiley, 2003. – 604 p.
  19. \textit{B\"aumer Ch.} Determination of the composition of lithium tantalate crystals by zero-birefringence measurements / Ch. B\"aumer, D. Berben, K. Buse, H. Hesse, J. Imbrock // Appl. Phys. Lett. – 2003. – V. 82. – P. 2248-2250. DOI: 10.1063/1.1566100.
  20. \textit{Kushnir O. S.} Optical transmittance of dichroic crystals with ‘isotropic point’ / O. S. Kushnir, O. S. Dzendzelyuk, V. A. Hrabovskyy, O. G. Vlokh // Ukr. J. Phys. Opt. – 2004. – V. 5. – P. 1-5. DOI: 10.3116/16091833/5/1/1/2004.
  21. \textit{Henry C. H.} Coupling of electromagnetic waves in CdS / C. H. Henry // Phys. Rev. – 1966. – V. 143. – P. 627-633. DOI: 10.1103/PhysRev.143.627.
  22. \textit{Karppinen M.} Crystal structure, atomic net charges and electric moments in pyroelectric LiNaSO4 at 296 K / M. Karppinen // Acta Cryst. B. – 2015. – V. 71. – P. 334-341. DOI: 10.1107/S2052520615006836.
  23. \textit{Rodgers J. L.} Thirteen ways to look at the correlation coefficient / J. L. Rodgers, W. A. Nicewander // The American Statistician. – 1988. – V. 42. – P. 59-66. DOI: 10.1080/00031305.1988.10475524.
  24. \textit{Buda A.} Life-time of correlations and its applications / A. Buda, A. Jarynowski // Wydawnictwo Niezalezne. – 2010. – V. 1. – P. 5-21.
  25. \textit{Akselrud L.} WinCSD: software package for crystalographic calculations (Version4) / L. Akselrud, Y. J. Grin // Appl. Cryst. – 2014. – V. 47. – P. 803-805. DOI: 10.1107/S1600576714001058.
  26. \textit{Emsley J.} The elements, 2nd ed. / Emsley J. – Oxford: Clarendon Press, 1991. – 264 p.
  27. \textit{Jain A.} The materials project: A materials genome approach to accelerating materials innovation / A. Jain, S. P. Ong, G. Hautier, W. Chen, W. D. Richards, S. Dacek, S. Cholia, D. Gunter, D. Skinner, G. Ceder, K. A. Persson // APL Materials. – 2013. – V. 1. – P. 011002. Retrieved from https://materialsproject.org. DOI: 10.1063/1.4812323.
  28. \textit{Kimura H.} Lattice parameter dependence of refractive index and dielectric constant of Czochralski grown rare-earth garnet single crystals in solid solution / H. Kimura, A. Miyazaki // Japan. J. Appl. Phys. – 2002. – V. 41. – P. 5334-5335. DOI: 10.1143/JJAP.41.5334.
  29. \textit{Ratheesh R.} Vibrational analysis of Ba5–xSrxNb4O15 microwave dielectric ceramic resonators / R. Ratheesh, H. Sreemoolanadhan, M. T. Sebastian // J. Solid State Chem. – 1997. – V. 131. – P. 2-8. DOI: 10.1006/jssc.1996.7240.
  30. \textit{} Calculation of the refractive index of glasses. In: Statistical Calculation and Development of Glass Properties. Retrieved from :https://www.glassproperties.com/refractive\_index
  31. \textit{Maj S.} On the relationship between refractive index and density for SiO2 polymorphs / S. Maj // Phys. Chem. Miner. – 1984. – V. 10. – P. 133-136. DOI: 10.1007/BF00309648.