Новые сегнетоэлектрики и ионные проводники в структурном семействе витлокита

• Автор: Барышникова, Оксана Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА Г. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ ИОННЫЕ ПРОВОДНИКИ И

ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ОБНАРУЖЕНИЯ В СТРУКТУРНОМ

ТИПЕ ВИТЛОКИТА ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Ссгнстоэлекгрикн, их физические свойства и особенности фазовых переходов

1.2. Структурные особенности катионных проводников

1.3. Сегнетоэлсктрикн ионные проводники

1.4. Строение соединений со структурой минерала ви глокита

1.5. Физикохимические свойства витлокитоподобных ванадатов и

фосфатов
1.5.1. Диэлектрические свойства
1.5.2. Нелинейнооптические свойства
ГЛАВА II. СИНТЕЗ ФОСФАТНЫХ И ВАНАДАТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ТИПА ВИТЛОКИТА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ
ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Физикохимические методы исследования
2.1.1. Рентгенографические методы
2.1.1.1. Рентгенофазовый анализ
2.1.1.2. Рентгеноструктурный анализ
2.2. Электронная дифракция и энергодисперсионный элементный анализ
2.3. Генерация второй гармоники лазерного излучения
2.4. Термогравиметрическнй анализ
2.5. Электрофизические измерения
2.6. Твердофазный синтез фосфатов и ванадатов и получение керамики
ГЛАВА III. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА НОВЫХ СЕГНЕГО И
АНТИСЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ФОСФАТОВ И ВАНАДАТОВ ТИПА ВИТЛОКИТА
3.3. Получение и свойства ссгнетоэлектриков ионных проводников в системе Сащ.хВЦУО.
3.4. Ссгнетоэлектрический фазовый переход в СадВУО
3.5. Влияние катионного замещения на сегнетоэлектрические и ионпо
проводящне свойства в системе Са9.х8гхВ1У
3.6. Антнсегнетоэлектрическнй фазовый переход в 5гпР7 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Существуют диэлектрические кристаллические соединения, в которых вектор поляризации может существовать в отсутствии внешнего электрического поля 9. Такие соединения классифицируются по происхождению или поведению поляризации. Пьезоэлектрики кристаллические вещества, в которых поляризация кристаллита происходит под действием механических напряжений. Пироэлектрики кристаллы, характеризуемые отличным от нуля зарядом на их поверхности при изменении температуры. Частным случаем пироэлектриков являются сегнетоэлектрики. Под действием внешнего электрического поля или упругих напряжений, а также при изменении температуры, в СЭ меняется величина и направление спонтанной поляризации, механические, оптические и теплофизические свойства. Обычно СЭ не являются однородно поляризованными, а состоят из доменов областей с различными направлениями поляризации. В результате суммарный электрический дипольный момент образца обычно отсутствует или незначителен. Важнейшей особенностью сегнетоэлектриков является наличие петли гистерезиса РЕ нелинейной зависимости поляризации Р от напряженности электрического поля Е. Наличие вектора спонтанной поляризации при отсутствии внешних воздействий предполагает определенные ограничения симметрии кристалла, в частности, отсутствие центра инверсии. Для пироэлектриков и СЭ дополнительным требованием является наличие полярного кристаллографического направления. При нагревании СЭ спонтанная поляризации, как правило, исчезает при опрсдслетпюй температуре Гс, называемой точкой Кюри. В этой точке происходит фазовый переход СЭ из полярного состояния полярной фазы в неполярную параэлектрическую фазу. Величина спонтанной поляризации обычно сильно зависит от температуры в области фазового перехода и в самой точке перехода Тс исчезает либо скачком фазовый переход первого рода, либо непрерывно фазовый переход второго рода. С приближением к точке Кюри диэлектрическая проницаемость резко возрастает. Переход в полярную фазу может быть вызван либо смещением ионов, приводящем к изменению структур, либо упорядочением ориентации элекгрических диполей, существовавших и в неполярной фазе. Существуют соединения, в которых вектора спонтанной поляризации образуются для нескольких отдельных подрешеток кристаллической структуры, причем направления векторов поляризации противоположны и компенсируют друг друга. В таких соединениях существуют фазовые переходы, сопровождающиеся ростом е, но не приводящие к появлению спонтанной поляризации, которые называются аптисегнетоэлектрическими, а сами вещества, в которых этот переход имеет место антисегнетоэлектрикачи. Для дальнейшей классификации СЭ вещества разделяются согласно тину фазового перехода на СЭ с переходом типа смещения и на СЭ типа порядокбеспорядок . Фазовый переход в сегнетоэлектриках первого типа происходит в результате упорядочешюго смещения ионов из положений, которые они занимали в пароэлектрической фазе. При всем многообразии конкретных структур, входящих в этот класс соединений перовскита, пирохлора, псевдоильменита, слоистых перовскитоподобных, типа калийвольфрамовых бронз, стибиотанталита и др. Вне октаэдров также обычно располагаются атомы металлов более низкой валентности, в свою очередь образующие кислородные полиэдры. К СЭ второго типа относятся соединения, переход которых в сегнетоэлектрическую фазу сопровождается упорядочением готовых электрических диполей, имевших в пароэлектрической фазе равновероятное распределение по взаимно противоположным направлениям. Эти соединетгия имеют, как правило, сложную структуру, характеризуются различными типами химической связи входящих в них ионов . Сложнооксидные соединения этого типа изучены пока относительно слабо. Большой интерес здесь представляют вещества, дипольная система в которых создается в результате расщепления атомных позиций с их неравноценным статистическим заселением низкозаряженньши например, одновалентными ионами металла. Именно в этих веществах наиболее вероятно существование или даже сосуществование высокой ионной проводимости и дипольноупорядоченного СЭ или антисегнстоэлектрического состояний .