Фазовые переходы, пьезо- и магнитодиэлектрические свойства Fe- и Ma- содержащих мультиферроиков

• Автор: Павленко, Анатолий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 217 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Актуальность темы, цель и задачи работы, связь темы с таном научных работ, научная новизна, практическая значимость, основные научные положения, выносимые на защиту, достоверность, надежность и обоснованность полученных результатов, личный вклад автора в разработку проблемы, апробация результатов работы, публикации, структура и объем работы, краткое содержание глав.

Перечень сокращений и обозначений, используемых в работе

ГЛАВА 1.Мультиферроикн (Литерату рный обзор)

1.1. Феррониобат свинца

1.2. Феррит висмута и системы твердых растворов на его основе

1.3. Твердые растворы бинарной системы Вц.ДЛхМпОз

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы получения образцов

2.2.1. Общая (для всех объектов) схема получения образцов
2.2.2. Режимы получения исследуемых керамик
2.2.3. Механическая обработка
2.2.4. Металлизация
2.2.5. Поляризация
2.2.6. Полировка
2.3. Методы исследования образцов
2.3.1. Рентгеноструктурный анализ
2.3.2. Определение плотностей (экспериментальной, рентгеновской, относительной).
2.3.3. Характеризация микроструктуры
2.3.4. Анализ рентгеноэлектронных спектров
2.3.5. Эффект Мессбауэра
2.3.6. Изучение элементного состава керамик
2.3.6.1. Вторичная ионная масс-спектрометрин (ВИМС)
2.3.6.2. Энерго-дисперсионный анализ характеристического
рентгеновского излучения (ЭДАХРИ)
2.3.7. Осциллографический метод изучения Р(Е) зависимостей
2.3.8. Расчет диэлектрических, пьезоэлектрических и упругих характеристик при комнатной температуре
2.3.9. Установки и методы исследования комплексной диэлектрической проницаемости
2.3.10. Исследование реверсивной нелинейности
2.3.11. Измерение мапштодиэлектрического эффекта, МДЭ
2.3.11.1. Измерение МДЭ при Т=300750 К

2.3.11.2. Измерение МДЭ при Т=80 К
ГЛАВА 3. ФЕРРОНИОБАТ СВИНЦА: СТРУКТУРНЫЕ,
КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ, СЕГНЕТОПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
3.1. Структурные, микроструктурные, диэлектрические,
магнитодиэлектричские свойства и валентное состояние ионов железа
в немодифпцнрованной керамике PbFeo.5Nbo.5O3
3.1.1. Фазовый состав и структурные характеристики при комнатной температуре
3.1.2. Инварный эффект
3.1.3. Валентное состояние ионов железа по данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии
3.1.4. Эффект Мессбауэра при Т= (300-393) К
3.1.5. Специфика зеренной структуры
3.1.6. Электрофизические характеристики
3.1.7. Исследование петель диэлектрического гистерезиса
3.1.8. Магнитодиэлектрический эф фект
Краткие выводы
3.2. Влияние карбоната лития (I) и оксида марганца (IV) на физикохимические свойства керамики PbFeo.5Nbo.5O3
3.2.1. Керамические характеристики PFN с модификаторами
3.2.2. Рентгеноструктурные исследования при температуре (293-393) К
3.2.3. Установление TN методом Мессбауэровской спектроскопии
3.2.4. Влияние модификаторов на зереннуїо структуру керамики PFN
3.2.5. Электрофизические характеристики
3.2.4. Аномальное поведение диэлектрических параметров керамик
PFN, PFNL и PFNM в окрестности TN
3.2.6. Диэлектрические свойства объектов при температурах (300-600) К
в частотном диапазоне (102-105) Гц
3.2.7. Петли диэлектрического гистерезиса керамик PFN, PFNL и PFNM
Краткие выводы
ГЛАВА 4. ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ БИНАРНОЙ СИСТЕМЫ (1-х) BiFe03 - х PbFeo.5Nbo.5O3: СТРУКТУРА, МИКРОСТРУКТУРА,
СЕГНЕТОПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
4.1. Результаты рентгенофазового анализа (РФА) и плотности твердых растворов системы
4.2. Фазовая диаграмма системы при комнатной температуре
4.3. Зеренное строение керамик
4.4. Электрофизические характеристики керамик твердых растворов.
(Комнатная температура)
4.5. Диэлектрические спектры в широком интервале температур и частот
4.6. Эволюция Р(Е)зависимостей
4.7. Эффект Мёссбауэра
4.8. Магнитодиэлектрическнй эффект в твердых растворах
системы (l-x)BiFe03 - xPbFeo.5Nbo.5O3
Краткие выводы
ГЛАВА 5. ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ БИНАРНОЙ СИСТЕМЫ Вц.Длц.МпОз: СТРУКТУРА, МИКРОСТРУКТУРА,
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ВАЛЕНТНОЕ СОСТОЯНИЕ ИОНОВ МАРГАНЦА И МАГНИТОДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
ЭФФЕКТ
5.1. Фазовый состав и структурные характеристики при комнатной
температуре
5.2 Влияние регламентов спекания на зеренное строение керамик
5.3. Диэлектрические свойства при температурах (20+300) К
5.4. Недебаевская релаксация в керамике Bio.jLao 5М11О3 при
Т= (20-120) К
5.5. Валентное состояние ионов Мп по данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии
5.6. Магнитодиэлектрический эффект в керамике Bio jLao.sMnOj
Краткие выводы
Основные результаты и выводы
Заключение
Список цитируемой литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Благодарности

соответствующие спиновой циклоиде с периодом около 62 нм [100], лежащей в плоскости, перпендикулярной базисной и распространяющейся вдоль одной из трех осей симметрии второго порядка (рис. 1.2.3). Причиной возникновения спиновой циклоиды — флексомагнитоэлектрическое взаимодействие. Наличие циклоиды объясняло равенство нулю средних по объёму значений намагниченности и МЭ - эффекта. Поскольку спиновая циклоида сама по себе оказалась интересным объектом, большая часть исследований конца XX века была посвящена изучению зависимости её структуры и периода от температуры, магнитной анизотропии и концентрации примесей и пр. Было обнаружено подавление спиновой циклоиды в больших магнитных полях [101, 102], что проявилось в эффектах, ранее не наблюдавшихся из-за циклоиды: линейном МЭ -эффекте, возникновении торроидного момента и спонтанной намагниченности [85]
Хотя феррит висмута является мультиферроиком первого рода (т.е.
его сегнетоэлектрическое упорядочение происходит независимо от магнитного при более высоких температурах), в магнито-упорядоченном состоянии лишь небольшая часть его поляризации (менее 0.01 %) вызвана пространственной модуляцией спина, что проявляется только при исчезновении циклоиды [102].
Одним из способов подавления модулированной структуры может быть приложение сильного магнитного поля. Разрушение модулированной структуры в феррите висмута и появление линейного МЭ эффекта и торроидного момента было подтверждено экспериментально путем измерения зависимости поляризации от магнитного поля (Н) в импульсных полях [103-104], а также путем наблюдения антиферромагнитного резонанса в постоянном магнитном поле [105].
В [106] исследовали намагниченность, М, керамик В1Ре03 в импульсных

"Л
905 9.10 915 9.У) ДЛИН! ВО.'МЫ

/ /У
Рис. 1.2.3 Спиновая циклоида и соответсвующая ей волна спиновой плотности в перпендикулярной ПЛОСКОСТІ! [100].