Влияние облучения на доменную структуру и переключение поляризации в сегнетоэлектриках

• Автор: Кузнецов, Дмитрий Константинович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Взаимодействие проникающей радиации с кристаллическим веществом

1.1.1 Механизмы образования и основные типы

радиационных дефектов в кристаллах

1.1.2 Облучение нейтронами

1.1.3 Облучение электронами и у - лучами

1.2 Взаимодействие лазерного излучения с веществом

1.3 Переключение поляризации в сегнетоэлектриках

1.3.1 Локальный подход: кинетика доменной структуры

1.3.2 Интегральный подход: ток переключения и

петля диэлектрического гистерезиса

1.4 Экранирование деполяризующего поля
1.5 Явление усталости при циклическом переключении поляризации в сегнетоэлектриках
1.5.1 Общая характеристика
1.5.2 Влияние условий эксперимента на эффект усталости
1.5.3 Механизмы усталости
1.5.4 Кинетический подход
1.6 Кинетика доменов в неравновесных условиях
1.7 Влияние проникающей радиации
на диэлектрические свойства сегнетоэлектриков
1.7.1 Влияние у-облучения и облучения электронами
на переключение поляризации
1.7.2 Влияние облучения нейтронами на переключение поляризации в сегнетоэлектриках
1.8 Влияние лазерного излучения свойства сегнетоэлектриков
1.8.1 Индуцированное лазерным излучением изменение показателя преломления в монокристаллах ниобата и танталата лития
1.8.2 Влияние лазерного излучения на переключение поляризации и доменную структуру монокристаллов ниобата и танталата лития
1.9 Монокристаллы ниобата лития
1.10 Тонкие пленки цирконата-титаната свинца
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Исследуемые образцы
2.1.1 Конгруэнтные и легированные монокристаллы ниобата лития
2.1.2 Тонкие пленки титаната-цирконата свинца
2.2 Облучение исследуемых образцов
2.2.1 Облучение монокристаллов ниобата лития
интенсивным лазерным излучением
2.2.2 Облучение тонких пленок рентгеновским излучением, нейтронами и электронами
2.3 Установка для исследования переключения поляризации в тонких пленках
2.4 Методики измерений
2.4.1 Анализ токов переключения и петель диэлектрического гистерезиса
в тонких пленках
2.4.2 Визуализация доменной структуры в монокристаллах ниобата лития без травления
2.4.2.1 Оптическая визуализация
2.4.2.2 Силовая микроскопия пьезоэлектрического отклика (РЕМ)
2.4.3 Визуализация доменной структуры в монокристаллах ниобата лития после травления
2.4.3.1 Селективное химическое травление
2.4.3.2 Оптическая визуализация
2.4.3.3 Визуализация рельефа травления с помощью атомно-силовой микроскопии
2.4.4 Статистическая обработка и фрактальный анализ оптических изображений
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОНИКАЮЩЕЙ РАДИАЦИИ НА ПРОЦЕССЫ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ
В ТОНКИХ ПЛЕНКАХ
3.1 Циклическое переключение поляризации
в сегнетоэлектрических тонких пленках
3.2 Влияние рентгеновского излучения на переключение поляризации
в тонких пленках
3.3 Циклическое переключение тонких пленок в процессе облучения синхротронным рентгеновским излучением
3.4 Влияние облучения электронами на переключение поляризации
в тонких пленках
3.5 Влияние облучения нейтронами на переключение поляризации
в тонких пленках

3.6 Краткие выводы
ГЛАВА 4 ФОРМИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ НАНО-ДОМЕННЫХ СТРУКТУР В НИОБАТЕ ЛИТИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИМПУЛЬСНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
4.1 Поверхностные структуры, индуцированные
интенсивным лазерным излучением
4.2 Формирование поверхностных нанодоменных структур с помощью ультрафиолетового импульсного лазерного излучения
4.2.1 Основные типы поверхностных доменных структур
4.2.2 Изолированные домены
4.2.3 Доменная структура, состоящая из «доменных лучей»
4.3 Исследование поверхностной доменной структуры с помощью СЗМ
4.4 Компьютерное моделирование
4.5 Влияние импульсного инфракрасного лазерного излучения на формирование поверхностных нанодоменных структур
4.5.1 Формирование самоподобных структур при однородном облучении
4.5.2 Воздействие инфракрасного излучения
через неоднородное пленочное покрытие
4.6 Механизм образования поверхностных доменных структур
4.7 Краткие выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
БЛАГОДАРНОСТИ
БИБЛИОГРАФИЯ

диэлектрических характеристик в сильных электрических полях показало, что они также весьма чувствительны к действию нейтронного облучения.
Подробное исследование на монокристаллах ВаТЮ3 проведено Гловером и Хестером [88]. Уменьшение Р5 прогрессирует с увеличением дозы облучения, причем Р$ неполяризованных образцов уменьшается быстрее, чем поляризованных (рис. 26). При умеренных дозах облучения (1017-1018 см'2) тренировкой в переполяризующем поле высота петель восстанавливается. Это напоминает поведение кристаллов, облученных у-лучами и электронами. Кристаллы, облученные дозой большей 2-1018см'2, при такой обработке отжигаются не полностью. После выключения поля дефектные центры постепенно возвращают петлю к форме, наблюдаемой сразу после облучения.
10 п
В области доз больше 10 см' сильно увеличивается Ес, а в поляризованных образцах возникает значительное поле смещения (рис. 27). Смещение петли уменьшается вместе с восстановлением ее высоты в процессе переключения в сильном поле. Влияние термического отжига на изменения петель гистерезиса облученных монокристаллов рассмотрено в работе [36]

умеренных дозах облучения (-10 см') петли значительно уменьшались по высоте и восстанавливались отжигом при температуре 600°С, после больших доз (~1019 см'2) они вырождались в прямую линию и отжигом не восстанавливались.
Рисунок 26. Относительное изменение остаточной поляризации в монокристаллов ВаТіОз при облучении нейтронами. 1 - поляризованный образец, 2,3 -неполяризованный.