Внутреннее трение и электропроводность слабого сегнетоэлектрика сульфата аммония

• Автор: Михайлова, Людмила Петровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 127 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ГЛАВА 1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛАБЫХ
СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ
1.1. Особенности слабых сегнетоэлектриков
1.2. Низкотемпературные свойства слабого сегнетоэлектрика сульфата аммония
1.2.1. Спонтанная поляризация и диэлектрическая проницаемость в сегнетиэлектрической фазе
1.2.2. Оптические и упругие аномалии в сульфате аммония
1.2.3. Влияние давления на температуру фазового перехода в сульфате аммония
1.2.4. Модели слабого сегнетоэлектричества
1.3. Высокотемпературные свойства сульфата аммония
1.3.1. Сегнетоэластические домены
1.3.2. Аномалии электропроводности и диэлектрической проницаемости сульфата аммония при температурах выше комнатной
1.4. Фазовые переходы в сульфате аммония
1.5. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Обоснование выбора методик эксперимента
2.2. Установка для комплексных исследований инфранизкочастотных механических свойств твердых тел
2.3. Расчет внутреннего трения, модуля сдвига и погрешностей измерений
2.4. Подготовка и аттестация образцов

ГЛАВА 3. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ СЛАБОГО СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКА СУЛЬФАТА АММОНИЯ
3.1. Изучение диэлектрических свойств и проводимости в широком
интервале температур
3.2. Изучение диэлектрических свойств и электропроводности сульфата аммония при температурах выше комнатной
ГЛАВА 4. УПРУГИЕ И НЕУПРУГИЕ СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛА (МЕДЬСЬ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ПАРАЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ФАЗАХ
4.1. Аномальное поведение внутреннего трения и модуля упругости при сег-
нетоэлектрическом фазовом переходе
4.2. Поведение внутреннего трения и модуля упругости при температуре смены знака спонтанной поляризации
4.3. Особенности внутреннего трения в параэлектрической фазе
сульфата аммония
ГЛАВА 5. СПОНТАННОЕ ЗАКРУЧИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ СУЛЬФАТА АММОНИЯ НИЖЕ ТОЧКИ КЮРИ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Физика сегнетоэлектриков и родственных им материалов является одним из перспективных и быстроразвивающихся разделов современной физики твердого тела. С одной стороны, это определяется фундаментальным характером физических проблем, решаемых при исследовании сегнетоэлектриков, а с другой - постоянно растущим практическим применением сегнетоэлектрических материалов в различных устройствах радиотехники, оптоэлектроники, акустики и т. п.
В последнее время выделилась группа сегнетоэлектриков, ряд специфических свойств которых нельзя полностью объяснить на основе уже существующих модельных теорий, например, фазовый переход в полярную фазу в этих кристаллах происходит без умножения элементарной ячейки, а диэлектрическая аномалия очень слабо выражена. Поэтому стало возможно выделить эту группу кристаллов в отдельный класс так называемых слабых сегнетоэлектриков. Интерес к слабым сегнетоэлектрикам обусловлен прежде всего своеобразными свойствами этих кристаллов, которые до сих пор не удается объяснить в рамках единого подхода.
К слабым сегнетоэлектрикам относится, в частности, сульфат аммония (ЖЦ^Од. Первые сообщения о диэлектрической аномалии при Т=223 К в сульфате аммония появились еще в 1939 г., а сегнетоэлектрические свойства этого кристалла были открыты в 1956 году Маттиасом и Ремейкой. С тех пор и по настоящее время он активно исследуется в различных научных лабораториях. Существенной особенностью сульфата аммония является прохождение спонтанной поляризации через нуль при понижении температуры и инверсия спонтанной поляризации. Это связано с наличием двух неэквивалентных подрешеток с антипараллельной поляризацией ниже точки Кюри, образованных ионами ЫНд двух видов, т. е. с возникновением сегнетиэлектриче-ства. Сочетание в одном кристалле, с одной стороны, наличия сегнетиэлек-тричества, а с другой - свойств слабых сегнетоэлектриков, делает сульфат

1000/Т (к )
Рис.1.19. Температурная зависимость электропроводности сульфата аммония в параэлектрической фазе. Вертикальными стрелками обозначены температуры аномалий: 130 °С на нагреве; 122 и 95°С на охлаждении.
Температура (°С)
.Г 10”

(ъ) охлаждение (1) • 1 кГц (2) • 10 кГц (3) * 100 кГц (4) • 1 МГц (5) • 10 МГц гП Г і &)) Гм,

Ш ВО 100 120 140 160 180 Температура (°С)
20 40 60 00 100 120 140 160
Температура (°С)
Температура (°С)
Рис. 1.20. Аномальное поведение действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости на разных частотах, (а) и (с) на нагреве; (Ь) и (б) на охлаждении.