Моделирование гистерезисных явлений и ориентационной релаксации в сегнетоэлектриках и сегнетомагнетиках

• Автор: Федорова, Наталия Борисовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Глава I. Литературный обзор

1Л Сегнетоэлектрики и сегнетомагнетики. Особенности фазового перехода. Применение в технике

1.2 Основные величины, характеризующие состояние системы

1.2.1 Процессы, происходящие в сегнетоэлектриках при переходе в новое равновесное состояние

1.2.2 Внутреннее трение в сегнетоэлектриках

1.2.3 ДЕ- и Дв-эффекты в сегнетоэлектриках

1.2.4. Волновые характеристики

1.3 Методы изучения сегнетоэлектриков и сегнетомагнетиков

1.3.1 Теоретические методы

1.3.2. Экспериментальные методы
1.4 Выводы к главе I
2. Глава II. Модельное описание гистерезисного внутреннего трения в перовскитовых магнитоэлектроупорядоченных системах в области
нелинейного отклика
2.1. Внутреннее трение в сегнетоэлектриках, связанное с необратимыми смещениями доменных границ
2.2 О расчетах петель упругоэлектрического гистерезиса и дифференциального ДЕ-эффекта в титанате бария
2.3 Амплитудная и полевая зависимости низкочастотного гистерезисного внутреннего трения в сегнетокристаллах типа ВаТЮз
2.4 К экспериментальному определению параметров случайного поля взаимодействия доменной границы с дефектами сегнетоэлектрика

2.5 Амплитудная и полевая зависимость внутреннего трения в перовскитовых сегнетомагнетиках
2.6 Модельное описание гистерезиса внутреннего трения в полидоменных системах
3. Глава III. Особенности гистерезисного внутреннего трения в сегнетоэлектриках типа порядок-беспорядок
3.1 Внутреннее трение в сегнетовой соли, связанное со смещениями 180° доменных 1раниц в области линейного отклика
3.2 Гистерезисное внутреннее трение в сегнетовой соли
Релаксация переполяризации в сегнетовой соли в полях постоянных внешних воздействий
4. Глава IV. О влиянии случайных внешних воздействий на гистерезисиые явления в сегнетоэлектриках
4.1. Диссипация упругоэлектрической энергии в поле случайной

4.1.1. Составляющая внутреннего трения, связанная со смещением доменных границ в области линейного отклика
4.1.2. Вращательная составляющая внутреннего трения
4.2. К теории ДЕ- и AG-эффекта в сегнетоэлектриках в поле случайных осцилляций
4.2.1. Статический ДЕ-эффект, связанный с движением доменной границы в поле случайной силы
4.2.2. Динамический ДЕ-эффект, связанный с движением доменной границы в поле случайной силы
4.2.3. AG-эффект, связанный сдвижением доменной границы
в поле случайной силы
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Несмотря на то, что сегнетоэлектрические кристал-лы изучаются уже более пятидесяти лет, актуальность этих исследований не только не снизилась, но в последние годы значительно возросла. В настоящее время физика сегнетоэлекгриков и сегнетомагнетиков является одним из ведущих разделов физики твердого тела. Это связано с фундаментальным характером физических идей, возникающих при изучении сегнетоэлектричества и магнетизма, многогранностью и общностью проблем и путей их решения, а также с быстрорастущим практическим применением этих материалов в наиболее перспективных областях техники: радио-, опто- и акустоэлектронике, нелинейной оптике, квантовой электронике, в системах обработки и хранения информации и т.д. Практическое использование этих кристаллов связано с тем, что основными физическими величинами сегнетоэлектриков можно управлять с помощью внешнего электрического поля, а для сегнетомагнетиков существует возможность управления намагниченностью - электрическим полем, а электрической поляризацией - магнитным полем. В поле внешних воздействий сегнето-электрики и сегнетомагнетики перестраиваются, переходя в новое равновесное состояние. Этот процесс характеризуется важными диссипативными величинами - внутренним трением Q'1 и коэффициентом акустического поглощения а. Часто требуются материалы с определенным уровнем внутреннего трения Q"1, а на практике нередко появляется необходимость варьирования магнитных и электрических потерь в достаточно широких пределах либо изменением внешних условий, либо целенаправленным воздействием на их кристаллическую структуру. Поэтому необходимы исследования по выявлению механизмов и закономерностей протекания релаксационных процессов. В работах А.А.Родионова, Н.М. Игнатенко, А.Л. Желанова, A.B. Шпилевой, А.А. Родионовой и др. на основе макроскопического подхода , распространенного на сегнетоэлектрические поли- и монодоменные кристаллы, проведены расчеты вышеперечисленных, а также других величин в области линейного отклика. Однако подобные расчеты для гистерезисных явлений в сегне-

В ферромагнетиках достаточно последовательным является статистический подход [111, 113], базирующийся на использовании теории выбросов случайных процессов. Весьма перспективно использование этого стохастического подхода для теоретического описания гистерезисного внутреннего трения в сегнетоэлектриках. По-видимому, еще более продуктивным будет для сегнетоэлектриков синтез стохастического подхода и наиболее детального микроскопического, впервые предложенного для магнетиков в [114], где рассматривается движение ДГ в поле упругих воздействий в процессе отрыва ДГ от дефектов кристалла.
Микроскопический подход к описанию магнитоупругого затухания представлен в работах [114 - 116 и др.] Существует несколько разновидностей этого направления, отличающихся степенью детализации описания магнитоупругого гистерезиса. Самый простой среди них механизм учитывает изгибание и отрыв доменных границ от точечных дефектов под действием волны напряжений, распространяющихся в магнетике [23]. Такой подход необходим при малой на один домен концентрации дефектов, закрепляющих доменные границы, когда наиболее информативное приближение плоской ДГ для статистического описания магнитоупругих потерь становится непригодным. Кроме того, модель плоской ДГ лишает возможности последовательного учета микропараметров магнетика, в том числе и структуры самой границы. Вместо такого учета в стохастической модели используется средняя квадратичная сила и вторая производная корреляционной функции стационарного случайного процесса, представляющего взаимодействие дефектов с ДГ. Требовала уточнения и частотная зависимость гистерезисных и вязких потерь, поскольку поверхностная энергия ДГ при этом не учитывалась, в то время как ее влияние на эту зависимость весьма существенно.
Способ описания магнитоупругих потерь, подробно рассмотренный в [23], может быть применен и для сегнетоэлектриков для описания гистерезисных потерь. Полученные таким образом частотные зависимости внутреннего трения