Особенности динамики решетки и критического рассеяния в смешанных бессвинцовых сегнетоэлектриках

• Автор: Кораблев-Дайсон, Максим Александрович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 81 с. : ил.

Список Литературы

Введение

1. Обзор Литературы

1. Общая информация

2. Обзор результатов исследования Кі_хІлхТа03 (КЬТ) , КТаі.уКЬу0з(КТІЧ), Кі_хЬіхТаі_уІЧЬу03
(КІЛТ4)
3. Обзор результатов исследования {(Ко.5Иао.5)і-хТіх}(ЇЧЬі.уТау)03, морфотропная фазовая
граница

2. Методы исследования:

3. Исследования критической динамики Ко999ІЛоооіТао.о974МЬо.оо2б03

4. Исследование бессвинцового пьезоэлектрика ІЛо,о2(К(и№ао,5)о,98Ї4Ь03

1. Температурная эволюция средней структуры
2. Температурная эволюция диффузного рассеяния
3. Динамика решетки кристалла (К03Иао.3)о.98ІЛоогМЬОз
4. Физическая модель дисперсионных поверхностей
Заключение
Список Литературы:

Введение
Сегнетоэлектрические и пьезоэлектрические материалы сегодня привлекают огромный интерес, обусловленный широким практическим применением. Эти материалы используются в малогабаритных конденсаторах, модуляторах лазерного излучения, преобразователях, в качестве фоторефрактивных сред и датчиков и т. д. Интерес к практическому применению требует детального исследования свойств таких материалов и понимания микроскопических механизмов происходящих в них процессов. В последние годы мощным стимулом для создания новых сегнетоэлектрических материалов стал вопрос экологии. Сегодня одной из основных проблем при синтезе и применении соединений с высокими пьезоэлектрическими константами является содержание в них токсичного свинца. Использование свинец-содержащих соединений в ряде стран уже регулируются на государственном уровне директивами правительств (11оН8 2006, ЕЬУ 2003, УЕЕЕ 2004).
В настоящее время известно более 340 сегнетоэлектриков. Одной из самых распространенных групп сегнетоэлектрических материалов являются сегнетоэлектрики со структурой перовскита АВОз. В соединениях со структурой перовскита в вершинах ячейки, кубической в параэлектрической фазе, находятся атомы А, в центре ячейки расположен атом В, на гранях находятся атомы кислорода. Свойства этих соединений в значительной степени зависят от того, какие элементы находятся в позициях А и В.
Данная работа посвящена исследованию бессвинцовых соединений с перовскитной структурой. Особый интерес к объектам исследования связан, с их уникальными физическими свойствами, и с уже отмечавшейся проблемой поиска бессвинцовых сенето- и пьезоэлектрических материалов. Нами были исследованы два соединения. В первом из них - допированном литием (в А-позиции) и ниобием (в В-позиции) таналате калия -Ко.9991ло.оо1Тао.о9741Ьо.о()2бОз (КЕТН) обнаружен гигантский диэлектрический

отклик с рекордным значением порядка 400000 (в статическом режиме) [1]. Физический механизм возникновения гигантского диэлектрического отклика до сих пор неясен. Во втором исследуемом соединении (Ко.5Мао.5)о.981ло.о2№Юз (КИМ) пьезоэлектрическая константа с13з достигает значений более 300 пКл/н [2, 3], сравнимых со значениями в свинецсодержащим и широко используемым пьезоэлектриком цирконатом-титаната свинца (ЦТС) [4,5], поэтому К№4 является перспективным претендентом для его замены.
На сегодняшний день физическая природа возникновения гигантского пьезоэлектрического и диэлектрического откликов в исследуемых соединениях остаются неясными [6]. Поэтому стоящие за наблюдаемыми свойствами особенности микроскопической структуры и атомной динамики являются актуальными для исследования. Важными проблемами для исследуемых соединений, являются процессы перестройки структуры и критическое поведение возбуждений с учетом взаимодействия между акустическими и оптическими колебаниями кристаллической решетки. Поэтому в качестве основных методов исследования были выбраны рассеяние нейтронов и рентгеновского излучения, так как они являются одними из наиболее эффективных методов исследования процессов перестройки структуры и критических явлений [7, 8].
Цели и задачи диссертационной работы
Основной целью диссертационной работы является исследование микроскопических механизмов возникновения гигантского диэлектрического и пьезоэлектрического откликов методами рассеяния нейтронов и рентгеновского излучения.
Основные задачи:
1. Определение температурной эволюции фононных дисперсионных
кривых для образца К1ЛЪ[ и связи динамики решетки с
возникновением гигантского диэлектрического отклика. Проверка

Форма линии наблюдаемого нейтронного резонанса является сверткой функции рассеяния и разрешения. С целью точного определения частот фононов, используется аналитические выражения для функции разрешения спектрометра и собственной формы линии экспериментально наблюдаемого пика.