Диэлектрическая релаксация и процессы переключения в сегнетоэлектриках в быстронарастающих сильных электрических полях

• Автор: Агаларов, Агалар Шахэмирович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Глава 1. КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ПЕРЕПОЛЯРИЗАЦИИ

СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ В САМОСОГЛАСОВАННОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

1.1. Процессы переполяризации сегнетоэлектриков в импульсных

электрических полях. Основные закономерности

1.2. Процессы переполяризации сегнетоэлектриков в быстронарастающих сильных электрических полях. Методика и объекты исследований
1.3. Особенности поведения сегнетокерамики в быстронарастающсм сильном электрическом поле. Результаты исследований

1.4. Поляризация сегнетокерамики в быстронарастающем сильном

электрическом поле

Глава 2. ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ В

САМОСОГЛАСОВАННОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

2.1. Электролюминесцентные исследования переполяризации сегнетоэлектриков

2.2. Электролюминесценция при переполяризации кристаллов ТГС
в импульсном самосогласованном поле
2.2.1. Методика эксперимента
2.2.2. Результаты измерений
2.3. Электролюминесценция при переполяризации сегнектокерамики ЦТС в импульсном самосогласованном поле
2.3.1. Методика эксперимента
2.3.2. Результаты измерений
2.4. Обсуждение результатов электролюминесцентных исследований

Глава 3. НЕЛИНЕйНЬІЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕГНЕ-ТОЭЛЕКТРИКОВ В ИМПУЛЬСНОМ САМОСОГЛАСОВАННОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ
З Л. Реверсивная диэлектрическая проницаемость
сегнетоэлектриков
3.2. Реверсивные характеристики переключения поляризации
сегнетокерамики ЦТС
3.2.1. Методика эксперимента
3.2.2. Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.2.3. Вейвлет-анализ экспериментальных результатов токов переключения СК ИКР
3.3 Диэлектрическая нелинейность кристаллов ТГС
в процессе импульсной переполяризации
Глава 4. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ НЕЛИНЕЙНОСТЬ КРИСТАЛЛОВ
ТГС В СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЯХ
4.1. Релаксация доменной структуры кристаллов АТГС в переменных электрических полях
4.2 Релаксация доменной структуры кристаллов АТГС в однополярных переменных электрических полях
Основные результаты и выводы
Список использованных источников

Актуальность темы
Среди ряда направлений физики сегнетоэлектрических явлений важную роль как с позиций фундаментальной науки, так и с прикладной точки зрения, играют исследования закономерностей формирования доменной структуры в реальных (кристаллических и неупорядоченных) системах при различных внешних воздействиях. Несмотря на большое количество работ в этой области, все еще остается до конца не установленной природа формирования микродо-менной структуры и ее влияние на нелинейные физические свойства сегнетоэлектрических материалов. Возросший в последние годы интерес к исследованиям динамического поведения нелинейных систем связан, с одной стороны, с открытием новых высокоэффективных поли- и монокристаллических материалов и расширением диапазона их технических применений, с другой стороны, реализацией новых методов исследований с целью выяснения фундаментальных механизмов этого процесса.
В результате многолетних исследований получен обширный экспериментальный материал, установлены основные закономерности кинетики поляризации сегнетоэлектрических материалов. Сравнительно недавно активно развернулись исследования по управлению свойствами сегнетоэлектриков за счет создания доменной структуры с заданными параметрами, самоорганизованной электрической доменной структуры, путем полевого воздействия. Появилась серия публикаций, посвященных развитию теории переключения сегнетоэлектриков на основе кинетической теории фазовых переходов первого рода. Несмотря на достигнутые успехи в этом направлении, остается ряд нерешенных проблем экспериментального и теоретического характера.
Установлено влияние эффектов экранирования на величины внутренних полей, динамику доменов, а также на многочисленные релаксационные явления. Несмотря на значительный интерес к проблеме экранирования, закономерется увеличением Уо в два раза. Пороговое напряжение уменьшается с ростом частоты возбуждающего поля.
Исследована зависимость порогового напряжения от величины постоянного смещающего поля Еси. Установлено, что с ростом Есм в с- доменном кристалле У0 растет; в случае а доменного кристалла рост Есм сопровождается уменьшением Уо, которое затем становится постоянным. При воздействии на керамический образец титаната бария, возбуждаемый переменным полем звуковой частоты, смещающего электрического поля происходит уменьшение яркости свечения [52], причем чем больше смещающее поле, тем яркость свечения становится меньше.
Исследования распределения интенсивности свечения по толщине показали, что наиболее ярко светятся приэлектродные области; ЭЛ убывает при продвижении вглубь образца. В синусоидальном поле пик ЭЛ возникает у того электрода, который в данный момент является анодом; при больших возбуждающих напряжениях У» Уо наблюдается слабая вспышка и у катода.
Модель ЭЛ поверхностного слоя была впервые изложена Харманом [64]. Харман полагает, что высокочастотное поле в поверхностном слое ионизирует кислородные вакансии, являющиеся ловушками для электронов. Свободные электроны, ускоряясь, приобретают энергию, достаточную для рождения электронно-дырочных пар путем соударений. Положительные центры обеспечивают дополнительную полевую эмиссию из электрода. Электроны, эмитированные полем в течение одного полупериода, в течение второго полупериода должны возвращаться на электрод и на ловушки. Внутризонные и межзонные излучательные переходы производят ЭЛ. Контактный потенциал, изменяясь с изменением электродов, должен влиять на доменную структуру в тонком поверхностном слое.
В [66] отмечают, что при переключении поляризации в переменном электрическом поле низкой частоты электроны, ускоренные в барьерном слое, могут достигать противоположного электрода. Они могут образовать слой про-