Диэлектрические свойства Bi-содержащих слоистых сегнетоэлектриков

• Автор: Кочергин, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 113 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРОЦЕССЫ РЕЛАКСАЦИИ ПОЛЯРИЗАЦИИ В

СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКАХ С РАЗМЫТЫМ ФАЗОВЫМ ПЕРЕХОДОМ (РФП).

1Л. Сегнетоэлектрики с размытым фазовым переходом

1.2. Процессы диэлектрического старения в СЭ

1.3. Сегнетоэлектрические твердые растворы со слоистой структурой

1.4. Выводы

ГЛАВА 2. ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА, МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ И ПОДГОТОВКИ ОБРАЗЦОВ

2.1. Экспериментальные установки для исследования диэлектрического

отклика образцов
2.2. Установка для измерения токов поляризации и деполяризации
образцов
2.3. Методика измерений
2.4. Образцы
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ НИЗКО- И ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНОГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОТКЛИКА ВИСМУТСОДЕРЖАЩИХ СЛОИСТЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ
3.1. Температурные зависимости £'(Т) и £"(Т) в керамике ВаВъ№>209 в
области размытого фазового перехода
3.2. Диэлектрические свойства керамик ИаоДЩ.эТьМОгу,
На0,5В]8.5Т12Та4О27, Ко.зВЦуТгНЬ.’Оу?
3.2.1. Температурные зависимости е'(Т) и е"(Т)
3.2.2. Влияние предыстории материала на поведение диэлектрического
отклика
3.2.3. Токи деполяризации в слоистых сегнетоэлектриках Мао,5В18.5Т12№>4С>27 и N30 5618,5X12X34027
3.3. Диэлектрический отклик 8гВ12Та209 в слабых переменных полях в
широкой области температур
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. ПОВЕДЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ В
ОБЛАСТИ РАЗМЫТОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА В КЕРАМИКЕ
ВаВ12№209и 8гВ12Та209
4.1. Реверсивные зависимости диэлектрической проницаемости е'(Е) в
ВаВ12№>209 в широкой области температур
4.2. Амплитудные зависимости б',фф(Е) и £"Эфф(Е) в керамике ВаВ12МЬ209
4.3. Реверсивные зависимости е'(Е=) в керамике 8гВ12Та209
4.4. Амплитудные зависимости г'эфф(Е) и е":,фф(Е) в 8гВ12 Га209
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность темы. Во многих функциональных устройствах, используемых в различных отраслях науки и техники, в качестве активных элементов применяют поликристаллические материалы, к которым относятся и сегнетоэлектрики с их уникальными электрофизическими свойствами. По мере развития сегнетоэлектричества продолжался и процесс поиска новых материалов, относящихся к обнаруженному классу материалов. Особое внимание этому направлению физики твердого тела было оказано во второй половине XX века, когда был открыт ряд новых сегнетоэлектриков, выявлена область их применения, а также разработаны методы получения сегнетоэлектриков (СЭ) с заданными свойствами. Работы В.А. Исупова и
А.Г. Смоленского [69] показали, что наряду с СЭ материалами, обладающими четким фазовым переходом (ФП), существует особый вид СЭ, у которых наблюдается сильное размытие максимумов диэлектрической проницаемости (в') при сегнетоэлектрических фазовых переходах В дальнейшем подобные свойства были обнаружены у большого ряда сегнетоэлектрических материалов.
Одними из таких материалов являются слоистые СЭ с общей формулой Ат.1В12Вгп03т+з! которые являются сложными перовскитами [71]. В последние годы для классификации и прогнозирования новых типов кристаллических структур, а также поиска оптимальных путей их синтеза используется модульный подход, который рассматривает отдельные слои как строительные блоки кристаллических структур. В известной мере этот подход подобен подходам к поэтапной сборке сложных наноматериалов с тем принципиальным отличием, что фундаментальными структурными единицами в случае слоистых структур являются не ограниченные группы атомов или кластеры, а бесконечно протяженные слои. Интерес к слоистым СЭ вызван и перспективностью их использования в современном

в энергонезависящих сегнетоэлектрических ОЗУ. Как установлено в [91] среди них система модифицированного № титаната висмута (В1.).хКтЬхТ1зО|2) показывает очень хорошие сегнетоэлектрические свойства. Конденсатор на основе этого соединения характеризуется остаточной поляризацией 100 мкКл/см2 и отсутствием усталости. С помощью квантовых расчетов, изучения края рентгеновского спектра поглощения и анализа Ритвельда в [91 ] определены активные узлы П, ответственные за гигантскую остаточную поляризацию.
В [92] показано, что появление релаксорного поведения у ауривиллиусовской керамики РЬхВцПз+х012+зх (х=2,3) сопровождается увеличением симметрии в плоскости аЬ структуры и снижении температуры фазового перехода. Приложение поля смещения к неполярным образцам индуцирует пьезоэлектрический отклик. Пьезоэлектрический коэффициент измеренный при 210 °С для керамического диска РЬхВцПз+хОп+зх, составляет - 72 пкКл/Н.
В работе [93] изучены кристаллические структуры В1215Пао!5Та209 и В12,5Мат.1>5КЬтОзт+з (т=3,4). Эти соединения принадлежат семейству ауривиллиусовской фазы и составлены из слоев (В1202)21 и псевдоперовскитных пластин (Ат.1Вт03т+1)2+ (т=2-4). ВПаоТагОэ (т=2) и В12,зМат.|,5УЬт03ты (т=4) кристаллизуются в ромбической пр. гр. А2,ат с постоянными решетки а=5,4763(4), Ь=5,4478(4), с=24,9710(15) А и
а=5,5095(5), Ь=5,4783(5), с=40,553(3) А соответственно. В12дМа1>5М>зО]2 (т=3) кристаллизуется в ромбической пр. гр. В2сб с постоянными решетки а=5,5024(7), Ь=5,4622(7), с=32,735(4) А. По сравнению с изоструктурным аналогом №> структура В12,5Пао,5Та209 менее деформирована, а связи Та-0 сильнее связей №>-0. Параметры ячейки а и Ь увеличиваются с ростом т, что приводит к более сильным деформациям в структуре. Электронная микроскопия подтверждает, что взаимное прорастание смешанных