Низкотемпературная теплоемкость монокристаллов оксигалогенидов висмута

Abstract

Проведены измерения низкотемпературной зависимости теплоемкости слоистых кристаллов тетрагональных оксигалогенидов висмута, полученных методом химических газотранспортных реакций. Установлено дебаевское поведение теплоемкости в области температур ниже 4 К. Определены предельные значения температур Дебая θD при T → 0 К соответственно для монокристаллов BiOCl (205 К), BiOBr (168 К) и BiOI (146 К). Получены линейные зависимости энтропии и температуры Дебая исследуемых соединений от соответствующих корреляционных параметров. Малые значения температуры Дебая при достаточно высоких значениях верхней границы фононного спектра данных соединений могут быть обусловлены высокой плотностью фононных состояний в области низких частот и существенным отклонением их фононного спектра от дебаевского в диапазоне частот выше 10 см⁻¹.

Проведено виміри низькотемпературних залежностей питомої теплоємності шаруватих кристалів тетрагональних оксигалогенідів вісмуту, що отримані методом хімічних газотранспортних реакцій. Установлено дебаївську поведінку теплоємності при температурах, нижчих за 4 К. Визначено граничні значення температур Дебая θD при T → 0 К відповідно для монокристалів BiOCl (205 К), BiOBr (168 К) та BiOI (146 К). Одержано лінійні залежності ентропії утворення та температури Дебая досліджуємих сполук від відповідних кореляційних параметрів. Малі значення температури Дебая при достатньо високих значеннях верхньої границі фононного спектра даних сполук можуть бути обумовлені високими значеннями густини фононних станів при низьких частотах та суттєвим відхиленням їхнього фононного спектра від дебаївського у диапазоні частот вище ніж 10 см⁻¹.

The low-temperature specific heat of layered bismuth oxyhalide crystals, prepared by the vapor gas transport reaction method, is measured. It is found that at temperatures below 4 K the specific heat is of Debye-like behavior. The values of Debye temperatures for the BiOCl (205 K), BiOBr (168 K) and BiOI (146 K) single crystals, are obtained for the compounds under study. The linear dependences of entropy formation and Debye temperature on corresponding cross-correlation parameters are established. The low values of Debye temperature at rather high values of the upper limit of phonon spectrum can be conditioned by the high density of phonon states at low frequencies and a substantial deviation of their phonon spectrum from the Debye one at frequencies above 10 cm⁻¹.