Электромеханические, диэлектрические и упругие свойства монокристаллов твердого раствора дигидрофосфата калия-аммония

• Автор: Лиховая, Дарья Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Структура и механизмы фазовых переходов в кристаллах семейства дигидрофосфата калия

1.2. Фазовая диаграмм системы КЬх(М44)хН2Р04

1.3. Диэлектрические свойства кристаллов АЭР и КЮР

1.4 Спонтанная поляризация

1.5 Электромеханические и механические свойства

1.6 Доменная структура. Геометрия доменов

1.7 Электрооптический эффект

1.8 Диэлектрические свойства твердых растворов К1.Х(НН4)ХН2Р04
1.9 Размытие СЭ и АСЭ фазовых переходов
1.10 Диэлектрическая нелинейность
1.11 Упругие и электромеханические свойства смешанных кристаллов системы Щ.ДЖЩхЩРСБ
ГЛАВА 2. ПОЛУЧЕНИЕ ОБРАЗЦОВ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Обоснование выбора методик исследований
2.2. Методика изготовления образцов
2.3. Блок-схема измерительной установки
ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ К, .ЦГШЦДТРОд В ПАРАЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ФАЗЕ
3.1 Закономерности поведения параметров е33, Ббб, б36 и к36 в параэлектрической фазе -
3.2. Температурные и концентрационные зависимости модуля ц36
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО, УПРУГОГО
И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОТКЛИКОВ В ОКРЕСТНОСТЯХ АНТИСЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА

4.1. Аномалии физически свойств в области фазового перехода в смешанных кристаллах КодбСМНОодзНгРСД и КЬодоСХНЦо^оНгРСБ
4.2. Температурный гистерезис диэлектрической проницаемости и упругой податливости в окрестностях Т>1
4.3. Размытие антисегнетоэлектрического фазового перехода
ГЛАВА 5. НЕЛИНЕЙНЫЙ УПРУГИЙ, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ОТКЛИК
5.1. Влияние электрического смещающего поля на физические свойства смешанных кристаллов КьДННДДГРО!
5.2. Нелинейность упругих, диэлектрических и
пьезоэлектрических свойств
5.3 Размытие сегнетоэлектрического фазового перехода
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Список литературы
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В последние годы объектами пристального внимания исследователей стали сегнетоэлектрики с существенно размытым фазовым переходом (релаксоры) и, так называемые, структурные стекла -структурно неустойчивые материалы, демонстрирующие стеклоподобное поведение. Эти соединения являются типичными параэлектриками в высокотемпературной фазе, однако ниже температуры перехода в релаксорное или стеклоподобное состояние они демонстрируют свойства, являющиеся универсальными для стеклообразных систем, в том числе, канонических стекол. Физические процессы в релаксорных материалах вызывают не только академический, но и большой практический интерес, связанный, прежде всего, с их высокой электромеханической и электрооптической активностью.
Среди релаксоров наиболее хорошо изучены сложные кислородно -октаэдрические сегнетоэлектрики со структурой перовскита, например, РЫУ^г/зМЬюОз, некоторые твердые растворы со структурой тетрагональной вольфрамовой бронзы, и др. Уникальные физические свойства этих материалов обусловлены их микроскопической неоднородностью. Вместе с тем механизмы, связывающие нарушения порядка в расположении атомов кристаллической решетки с физическими процессами в подсистеме электрических диполей до сих пор являют собой предмет дискуссий. Это привело, в частности, к появлению нескольких подходов к проблеме переходов в релаксорное состояние, ни один из которых, однако, не дает исчерпывающего описания всей совокупности физических свойств этих материалов. В частности, не ясно, являются ли механизмы размытия структурного фазового перехода актуальными только для кислородно - октаэдрических сегнето-электриков, либо их действие носит универсальный характер?
отсюда следует, что при постоянном (нулевом) поле упругая податливость должна обнаруживать весьма заметную аномалию, аналогичную аномалии 8зз и б36. Таким образом, аномалия упругих свойств оказывается прямым следствием аномалии пьезоэлектрических свойств или диэлектрических.
Условие Е=0 является очень существенным. Экспериментально оно обеспечивается нанесением на грани с электродов с их закорачиванием. По отношению к сдвиговому напряжению Об закороченный кристалл а окрестности точки фазового перехода оказывается очень мягким.
Экспериментально методика определения упругих констант состоит в измерении частоты резонанса бг, которая пропорциональна 1//А//с6'66, где / -длина, ар- плотность кристаллического бруска.
Если Ез±0, кристалл является изолированным. В таком случае поляризация Р3, вызванная сдвиговым напряжением о6, индуцирует электрические заряды на с-гранях кристалла. Эти заряды в свою очередь создают сильное деполяризующее поле Е3 = -4л-Р3, которое сводит поляризацию практически к нулю. Поэтому для изолированного кристалла справедливо условие Б=0 (В-электрическая индукция). Для сегнетоэлектрических кристаллов, у которых диэлектрическая проницаемость очень велика, условие Б=0 практически совпадает с условием Р=0. В этом случае измеряем упругую податливость при постоянной поляризации. Поскольку поляризация подавлена, то деформация х6, вызванная напряжение о6, имеет обычную малую величину, и податливость Я" не обнаруживает аномалий в точке перехода. Изолированный кристалл остается жестким при сегнетоэлектрическом фазовом переходе.
На практике обнаруживается вполне четкое различие между Я” и 56'6. На рис. 1.12 приведены результаты исследований Мезона [31, 32], в частности, даны значения упругих константС^ и Упругая податливость и
упругая константа связаны обратной пропорциональностью: