Пироэлектрические свойства кристаллов дейтерированного триглицинсульфата в условиях температурного градиента

• Автор: Солнышкин, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Пироэлектрические явления
1.1.1. Общие сведения о пироэффекте
1.1.2. Методы исследования пироэлектрического эффекта
1.2. Поляризационные эффекты в сегнетоэлектриках, обусловленные температурными градиентами
1.2.1. Третичный пироэлектрический эффект
1.2.2. Термополяризационный эффект
1.2.3. Нелинейный пироэлектрический эффект
1.3. Методы исследования пространственного распределения поляризации
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ
РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1. Описание экспериментальных установок
2.2. Образцы
2.3. Методики экспериментальных исследований
2.3.1. Динамический метод
2.3.2. Метод определения диэлектрической проницаемости
2.4. Расчет величин температурных градиентов
2.5. Погрешности измерений
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Температурные зависимости пироэлектрического коэффициента при различных значениях постоянного температурного градиента
3.2. Частотные зависимости пироэлектрического тока при наличии в
кристалле ДТГС стационарного температурного градиента
3.3. Влияние стационарных тепловых потоков на распределение величины пирокоэффициента в приповерхностном слое кристалла ДТГС
3.4. Пироэлектрические свойства кристаллов ДТГС в условиях нестационарного градиента температуры
3.5. Релаксационные зависимости пироэлектрического коэффициента кристалла ДТГС, обусловленные воздействием интенсивных переменных тепловых потоков
3.6. Частотные зависимости нелинейного пироэлектрического отклика
3.7. Диэлектрические свойства кристаллов ДТГС в условиях нестационарных
температурных градиентов
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Распределение величины пироэлектрического коэффициента в образце кристалла ДТГС, находящемся в условиях постоянного градиента температуры
4.2. Расчет температурной зависимости пироэлектрического коэффициента кристалла ДТГС, находящегося в неравновесных тепловых условиях
4.3. Влияние переменных тепловых потоков на пироэлектрические свойства кристаллов ДТГС
4.4. Анализ поведения диэлектрической проницаемости кристаллов ДТГС,
находящихся в условиях переменного температурного градиента
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Сегнетоэлектричество является одним из интенсивно развивающихся разделов физики твердого тела. Почти все основные явления в сегнетоэлектриках - переполяризация, пироэлектрический эффект, пъезоэффект, фоторефракция и т.д. - связаны с наличием спонтанной поляризации и возможностью её изменения под воздействием различных факторов. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы находят широкое применение во многих областях современной техники: радиотехнике, гидроакустике, квантовой электронике, интегральной оптике и измерительной технике. Особенно интересны и перспективны области применения сегнетоэлектрических кристаллов, связанные с использованием пироэлектрического эффекта. Возникновение электрического напряжения на сегнетоэлектрических кристаллах при нагревании может быть использовано для измерения интенсивности радиации, малых изменений температуры, получения изображений распределения температурных полей различных объектов.
Наибольшее распространение в настоящее время получили пироэлектрические приемники излучения, рабочими телами которых являются кристаллы группы триглицинсульфата (ТГС). Сравнительная простота технологии получения крупных однородных кристаллов делают ТГС и его изоморфы наиболее перспективными материалами для разработки высокочувствительных пироприёмников и пировидиконов.
Теоретическим и экспериментальным исследованиям пироэлектрических свойств кристаллов группы ТГС посвящено большое число работ. Широкое применение в этих исследованиях нашел динамический метод, который наиболее полно отвечает требованиям физического эксперимента и технических применений сегнетоэлектриков.
Значительное число исследований пироэлектрических свойств кристаллов группы ТГС проводилось в равновесных (квазиравновесных) тепловых условиях

I, Î0'6A
X 10'6A

n T/2
t,MC

Рис. 1.10. Нелинейный пироотклик, рассчитанный в работе [94] по данным для кристалла TTC. Период модуляции потока Т=60 мс.
нелинейный вклад мал и составляет не более 5% от линейного. При Т=45 °С, т.е. вблизи фазового перехода, нелинейный вклад достигает 20% (рис. 1.10(6)). Для этой плотности теплового потока локальный перегрев образца составляет ДТ=Т,8К. При более высоких плотностях w = 40Вт-см'2 изменение локальной температуры кристалла достигает 15 К, и большая его часть испытывает фазовый переход в парафазу. Во время облучения в образце от освещаемой поверхности к противоположной движется область, разделяющая парафазу и сегнетофазу. В темновом промежутке фазовый фронт движется в обратном направлении, что приводит к восстановлению первичного состояния образца.
1.3. Методы исследования пространственного распределения поляризации.
Распределение поляризации является одной из важных характеристик пироактивных материалов. Оно влияет на отклик пироэлектрических приемников излучения инфракрасного диапазона. Его нужно учитывать при изготовлении измерительных приборов, в которых применяется пироэлектрический эффект (пироэлектрические микрокалориметры для точных тепловых измерении), и при применении методов измерения с использованием этого эффекта. Примерами