Термоиндуцированные процессы переключения в ниобийсодержащих фоторефрактивных сегнетоэлектриках ниобате лития и ниобате бария стронция

• Автор: Зазнобин, Тимофей Олегович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Эффект Баркгаузена в сегнетоэлектрических кристаллах

1.1.1. Методика исследования эффекта Баркгаузена в сегнетоэлектриках

1.1.2. Общие закономерности протекания и механизмы образования скачков Баркгаузена в сегнетоэлектриках

1.1.3. Разновидности эффекта Баркгаузена

^ 1.2. Эффект Баркгаузена в монокристаллах ЫЫЬОз

1.2.1. Краткая характеристика ниобата лития

1.2.2. Исследования теплового эффекта Баркгаузена (ТЭБ) в ниобате лития

1.3. Кристаллы ниобата бария стронция (8В1М)

1.3.1. Свойства кристаллов БВЫ

1.3.2. Влияния примесей на свойства кристаллов БВЫ

1.4. Постановка задачи
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ М И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты исследования
2.2. Экспериментальная установка по исследованию кинетики перестройки доменной структуры 1л№>03 и БВК
2.3. Методика травления кристаллов ниобата лития
2.4. Методика травления кристаллов БВЫ
2.5. Методика исследования оптической неоднородности 1л№Юз

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СКАЧКООБРАЗНЫХ ТЕРМОИНДУЦИРОВАННЫХ ПРОЦЕССОВ В КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ
3.1. Результаты исследования термоиндуцированных процессов переключения чистых и примесных кристаллов ниобата лития
3.1.1. Результаты исследования ТЭБ в кристаллах 1ЛМЮ3
3.1.2. Результаты исследования ТЭБ в кристаллах ЫЫЬОз^п
3.1.3. Результаты исследования ТЭБ в кристаллах 1лМ>03:Ре
3.2. Результаты исследования оптической неоднородности ниобата лития
ГЛАВА IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СКАЧКООБРАЗНЫХ ТЕРМОИНДУЦИРОВАННЫХ ПРОЦЕССОВ В КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА БАРИЯ СТРОНЦИЯ
4.1. Результаты исследования процессоре переключения в кристаллах БВЫ методом теплового эффекта Баркгаузена
4.1.1. Результаты исследования ТЭБ в кристаллах БВК
4.1.2. Результаты исследования ТЭБ в кристаллах 8В1М:Се
4.1.3. Результаты исследования ТЭБ в кристаллах 1л1ЧЮ3:Сг
4.1.4. Результаты исследования ТЭБ в кристаллах 1л№>03:Се+Сг
4.2. Результаты исследования доменной структуры кристаллов БВЫ методом травления
4.3. Обсуждение результатов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы. Сегнетоэлектрические кристаллы характеризуются наличием в определенном температурном интервале спонтанной поляризации Рналичие которой обусловливает комплекс оптических и электрооптических свойств. Это позволяет интенсивно и успешно использовать данные кристаллы в качестве твердотельных квантовых источников света в оптоэлектронике, устройств для управления ядерным излучением - модуляции, отклонения, преобразования частот. В тоже время наличие Рц в сегнетоэлектриках приводит к возникновению доменной структуры, нелинейных электрофизических свойств, которые существенным образом изменяют параметры оптоэлектронных устройств на основе данных материалов при их эксплуатации.
Сегнетоэлектрические кристаллы широко используются в качестве фоторегистрирующих сред для записи голограмм. Как правило, для повышения чувствительности материалов используют легирование кристаллов, что приводит к изменению условий экранирования Р$ и увеличению подвижности доменных границ при различных внешних воздействиях.
В настоящее время известно достаточно много оптических сегнето-электрических кристаллов. Особое место среди них занимают кристаллы ниобата бария стронция, относящегося к классу сегнетоэлектриков-релаксоров, и ниобат лития.
Ниобат лития занимает особое место в ряду кристаллов, используемых в оптоэлектронике для широкополосной эффективной модуляции, отклонения, коммутации, частотного преобразования световых пучков, благодаря ряду уникальных оптических, электрооптических и других свойств. Он относится к высококоэрцитивным соединениям, «замороженным» сегнетоэлектрикам. Традиционно считается, что его доменная структура слабо подвержена перестройке в глубокой сегнетофазе. Поэтому особые требования
границ. Эти домены являются внутренними и практически не могут быть выявлены со стороны внешних полярных поверхностей без рассечения и глубокого травления образца. Альтернативным объяснением изображенной на рис. 1.206 конфигурации может быть существование центросимметричных фазовых выделений, раскатанных чисто упругим взаимодействием [83] в параэлектрической фазе в процессе охлаждения образца после отжига.
Рис. 1.21. Стоп-кадры видеозаписей процесса переключения в кристалле 8ВЫ-0.61 [83]. Рисунки 1.21а, 1.216 относятся к более однородному кристаллу. На рис. 1.216 фронт переключения протяжен и изрезан, разграничивая растущую полидоменную (слева сверху) и сокращающуюся монодоменную (направо вниз) области - быстрая стадия переключения.
Суммируя полученные результаты по исследованию статической доменной структуры кристаллов БВЫ и динамике доменов, авторы [81] выделили следующие общие закономерности:
- в кристаллах имеется тенденция к образованию протяженных доменных структур с доменами, имеющими форму острых четырехгранных пирамид с углом при вершине 0,5 градусов, вытянутых от поверхности в глубь образца; сквозные домены имеют форму четырехгранных призм;
- поперечное сечение и длина доменов составляют соответственно, микроны и (0,2 - 1) мм;
- в состаренных и нетренированных кристаллах домены, главным образом, приповерхностные, а внутренний объем - почти монодоменный.