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Landau理论在铁电相变临界区的适用性与铁电相变关联长度的讨论

蒋芸  
【摘要】: 相变和临界现象是物理学中充满难题和意外发现的领域之一。对于铁电体,以前采用Landau理论处理连续相变,这一理论引入对称破缺,并将它与序参量的变化联系起来,找到发生连续相变的必要条件,这成功地解决了一些问题。但是,在充分接近相变点时,系统出现临界现象,序参量有显著的涨落,这导致Landau理论的失效。 本论文研究铁电相变的机制。认为在临界点附近不同点的序参量的涨落不是相互独立的,它们彼此有关联。由于序参量的涨落,在推导涨落概率时,自由能体密度Δg对序参量(?)的展开式中需要考虑Ginzburg梯度项。引入关联函数描写空间不同点的序参量涨落的关联程度。利用残数定理分别求T>T_c,T<T_c时的关联函数,发生相变时比热的跃变,找到表征关联的特征量——关联长度ξ,进一步确定Landau理论的适用范围。 铁电相变的实质是系统中电偶极矩的平行排列导致自发极化的出现,电偶极矩的相互作用是长程库仑力。在临界区,电偶极矩的势形成关联,并最终导致相变的发生。文中用累积积分进行研究,联系Landau理论在临界区的适用性,探讨Ginzburg梯度项系数K与关联长度ξ的实质。


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