Термическое расширение теллурида висмута

Представлена критическая оценка результатов рентгеновских и дилатометрических измерений теплового расширения теллурида висмута в интервале температур $4.2$–$850$ К. Проведена совместная статистическая обработка экспериментальных данных методом наименьших квадратов и рекомендованы наиболее достоверные температурные зависимости ТКЛР (термических коэффициентов линейного расширения вдоль основных кристаллографических осей $\alpha_a$, $\alpha_c$ и усредненного линейного коэффициента $\overline{\alpha}_L$), а также плотности $\mathrm{Bi}_2\mathrm{Te}_3$. Полученные результаты показывают, что вдоль направлений, параллельного и перпендикулярного плоскостям спайности, в небольшом температурном интервале значения ТКЛР уменьшаются с ростом температуры. Для температур ниже $298$ К характер кривых ТКЛР $\mathrm{Bi}_2$$\mathrm{Te}_3$ проанализирован с точки зрения ангармонизма сил химической связи в слоистой структуре и анизотропии упругих постоянных. Исходя из отклонений состава соединения $\mathrm{Bi}_2\mathrm{Te}_3$ от стехиометрического и реальной (дефектной) структуры соединения предложена модель для объяснения наличия минимума на кривой $\alpha_a(T) \mathrm{Bi}_2\mathrm{Te}_3$ вблизи температуры плавления висмута. Рассмотрена методика расчета температурной зависимости ТКЛР анизотропных слоистых кристаллов на основе данных по теплоемкости, которая дает хорошее согласие расчетных значений термических коэффициентов линейного расширения с экспериментом в пределах ошибки измерений ТКЛР.