Динамика решетки и сегнетоэлектрическая неустойчивость в объемных кристаллах и тонких пленках твердых растворов PbB'1/2B"1/2O3(B'=Sc,Ga,In,Lu,B"=Nb,Ta)

• Автор: Жандун, Вячеслав Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение

Глава 1. Расчеты сегнетоэлектрических свойств и динамики решетки

ТОНКИХ ПЛЕНОК И ОБЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ОКИСЛОВ СО СТРУКТУРОЙ ПЕРОВСКИТА

1.1. Твердые растворы

1.2 .Метод расчета

1.2.1 Обобщенная модель Гордона-Кима

1.2.2. Приближение «виртуального» кристалла

1.2.3. Метод эффективного гамильтониана

1.3. Тонкие сегнетоэлектрические пленки
Глава 2. ДИНАМИКА РЕШЕТКИ, СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ И АНТИСЕГ-НЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ И СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФАЗОВЫЙ
переход в твердых растворах РвВ’|дВ” (В’=8с, Оа, Гы, Ьи; В”=Ыв,

2.1. Динамика решетки и сегнетоэлектрический фазовый переход в неупорядоченных твердых растворах
2.2. Антисегнетоэлектрическая неустойчивость в неупорядоченных твердых растворах
2.3. Динамика решетки и сегнетоэлектрический фазовый переход в
упорядоченных твердых растворах
Глава 3. Динамика решетки тонких пленок ВаТЮ3 и РвТЮ3 и пленок неупорядоченных соединений РвВ’1/2В”,/203 (В’=8с, С а. Гм, Ги; В’-Ш,

3.1. Расчет динамики решетки и динамических свойств тонких пленок ВаТЮЗ, РЬТЮ3 и пленок неупорядоченных соединений РЬВД/зВ’/гОз (В’=8с, ва, 1п, Ьи; В”=№>, Та)
3.2. Динамика решетки для двумерной геометрии тонкой пленки
Глава 4. Расчет спонтанной поляризации в тонких пленках
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Объект исследования и актуальность темы.
Сегнетоэлектрические кристаллы с перовскитоподобными структурами активно исследуются как экспериментальными, так и теоретическими методами уже более 60 лет. Наиболее широко в настоящее время исследованы окислы со структурой перовскита АВОэ. Простая структура этих соединений позволяет успешно применять для их теоретического исследования первопринципные методы расчета, в рамках которых не только возможно описать свойства того или иного уже существующего материала, но и «предсказать» свойства еще не синтезированных соединений.
В последнее время исследовательский интерес связан с твердыми растворами сегнетоэлекарических кристаллов со структурой на основе структуры перовскита А(В'В")03, которые находят широкое применение в электронике благодаря своим релаксорным свойствам. Свойства твердых растворов, во-первых, отличаются от свойств чистых соединений, а во-вторых, зависят от химического состава и степени упорядочения катионов. Наиболее ярко зависимость свойств соединения от степени упорядочения катионов проявляется в свинцовосодержащих твердых растворах РЬ(В'В")03 (В’ и В” соответственно 3- и 5- валентные ионы). Исследованию этих соединений посвящено большое количество экспериментальных работ. Теоретическое исследование твердых растворов первопринципными методами ЬАРУ и ЬМТО затруднено в связи с большим временным и машинным ресурсом, который необходим при исследовании систем с большим числом атомов. Эти методы не позволяют выделить отдельные вклады в полную энергию кристалла и в динамическую матрицу, что затрудняет понимание физической причины того или иного свойства кристалла.

ГЛАВА 2. ДИНАМИКА РЕШЕТКИ, СЕГНЕТОЭЛЕКТРИ-ЧЕСКАЯ И АНТИСЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ И СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД В СОЕДИНЕННИЯХ РЬВ’1/2В”1/2Оз (В’=8с, ва, 1п,
Ьи; В”=1ЧЬ, Та)
2.1. Динамика решетки и сегнетоэлектрический фазовый переход в неупорядоченных соединениях РЬВД’Д/гЗ'
В данной главе, в рамках обобщенной модели Гордона-Кима с учетом дипольной и квадрупольной поляризуемостей ионов [26], приводятся результаты вычисления динамики решетки, а также температур сегнетоэлектрического фазового перехода и спонтанной поляризации для ряда полностью разупорядоченных и упорядоченных соединений РЬ(В'1/2В")1/2Оз> где В'=8с, ва, 1п, Ьи; В"=N6, Та. Для разупорядоченных соединений также были рассчитаны энергии фаз с антисегнетоэлектрическими искажениями. Расчет динамики решетки и сегнетоэлектрического фазового перехода для скандиевых упорядоченных и неупорядоченных твердых растворов был проведен в работах [104,39]. Здесь некоторые результаты этого расчета приведены для полноты картины исследуемого ряда соединений.
Рассмотрим вначале полностью разупорядоченные соединения, обладающие структурой перовскита, структура которого приведена на Рис.
1. Высокотемпературная фаза неупорядоченных по катионам В соединений РЬВ'В'фгОз имеет кубическую симметрию РтЗт. Для расчета неупорядоченного твердого раствора использовалось приближение «виртуального кристалла», описанного в Главе 1.