Reassessment of the Burns temperature and its relationship to the diffuse scattering, lattice dynamics, and thermal expansion in relaxor<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:mtext>Pb</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Mg</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Nb</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mtext>O</mml:mtext><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
Notice bibliographique
Résumé
We have used neutron scattering techniques that probe time scales from ${10}^{\ensuremath{-}12}$ to ${10}^{\ensuremath{-}9}\text{ }\text{s}$ to characterize the diffuse scattering and low-energy lattice dynamics in single crystals of the relaxor ${\text{PbMg}}_{1/3}{\text{Nb}}_{2/3}{\text{O}}_{3}$ (PMN) from 10 to 900 K. Our study extends far below ${T}_{c}=213\text{ }\text{K}$, where long-range ferroelectric correlations have been reported under field-cooled conditions, and well above the nominal Burns temperature ${T}_{d}\ensuremath{\approx}620\text{ }\text{K}$, where optical measurements suggest the development of short-range polar correlations known as ``polar nanoregions'' (PNR). We observed two distinct types of diffuse scattering. The first is weak, relatively temperature independent, persists to at least 900 K, and forms bow-tie-shaped patterns in reciprocal space centered on $(h00)$ Bragg peaks. We associate this primarily with chemical short-range order. The second is strong, temperature dependent, and forms butterfly-shaped patterns centered on $(h00)$ Bragg peaks. This diffuse scattering has been attributed to the PNR because it responds to an electric field and vanishes near ${T}_{d}\ensuremath{\approx}620\text{ }\text{K}$ when measured with thermal neutrons. Surprisingly, it vanishes at 420 K when measured with cold neutrons, which provide approximately four times superior energy resolution. That this onset temperature depends so strongly on the instrumental energy resolution indicates that the diffuse scattering has a quasielastic character and demands a reassessment of the Burns temperature ${T}_{d}$. Neutron backscattering measurements made with 300 times better energy resolution confirm the onset temperature of $420\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}20\text{ }\text{K}$. The energy width of the diffuse scattering is resolution limited, indicating that the PNR are static on time scales of at least 2 ns between 420 and 10 K. Transverse acoustic (TA) phonon lifetimes, which are known to decrease dramatically for wave vectors $q\ensuremath{\approx}0.2\text{ }{\text{\AA{}}}^{\ensuremath{-}1}$ and ${T}_{c}<T<{T}_{d}$, are temperature independent up to 900 K for $q$ close to the zone center. This motivates a physical picture in which sufficiently long-wavelength TA phonons average over the PNR; only those TA phonons having wavelengths comparable to the size of the PNR are affected. Finally, the PMN lattice constant changes by less than $0.001\text{ }\text{\AA{}}$ below 300 K but expands rapidly at a rate of $2.5\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}5}\text{ }{\text{K}}^{\ensuremath{-}1}$ at high temperature. These disparate regimes of low and high thermal expansions bracket the revised value of ${T}_{d}$, which suggests the anomalous thermal expansion results from the condensation of static PNR.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,006 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,015 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».