Диэлектрические и магнитные свойства новых сложных оксидов металлов

• Автор: Житомирский, Игорь Давидович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 198 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ц

1.1. Возможность сосуществования электрического и магнитного дипольного упорядочения в кристаллах II

1.2. Особенности магнитоэлектрических взаимодействий в сегнетомагнетиках

1.3. Термодинамика сегнетомагнетиков .

1.4. Высокочастотные свойства сегнетомагнетиков. .

1.5. Возможные применения сегнетомагнитных материалов .

1.6. Свойства известных сегнетомагнитных веществ .

1.6.1. Сегнетомагнитные соединения и твердые растворы со структурой перовскита

1.6.2. Сегнетомагнетики других структурных типов .

1.7. Опытные данные о взаимосвязи диэлектрических
и магнитных свойств сегнетомагнетиков
1.8. Выбор объектов исследования
Выводы из литературного обзора
Глава 2 ПОЛУЧЕНИЕ ОБРАЗЦОВ И МЕТОДИКИ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ .
2.1. Приготовление образцов.
2.2. Рентгенографические исследования.
2.2.1. Рентгенографические исследования при комнатной температуре.
2.2.2. Низкотемпературные рентгеновские исспедова
Стр.
2.2.3. Высокотемпературные рентгеновские исследования 5
2.3. Методики диэлектрических измерений
2.3.1. Диэлектрические измерения в НЧ диапазоне. .
2.3.2. Диэлектрические измерения в ВЧ диапазоне. .
2.3.3. Диэлектрические измерения в СВЧ диапазоне. .
2.4. Методики магнитных измерений
2.5. Другие использованные методы исследований. . .
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.
3.1. Соединения АВг В,з со структурой перовскита и твердые растворы на их основе. .
3.1.1. Условия синтеза и результаты рентгеновского фагового анализа
3.1.2. Соединения РЬРегзВ,з В Те, По,
гГег,3Те,,ъ0ъ и твердые растворы на их основе
3.1.3. Соединения РЬМпггЬ,1Ъ В Те,Чо,Ве и
Вг Мпг1ъНе1ъ.
3.1.4. Свойства 5гСггзЯе1з
3.1.5. Соединения РЬВ13В3 б3Со,Мс , в6 Мо,Ие
И ЬгСогъЯечъОъ.III
3.2. Соединения Са2РеАеС5 и ЬггРег Цб
3.3. Свойства фаз систем дсгЛ1е3 еСМие
3.3.1. Синтез и свойства фаз в системе ЫгОъСггОъ
3.3.2. Соединения ЗсМпгО и ВйгГеОд
3.4. Магнитные свойства соединений Мп3Те
Мпд, и М3Те ..
1ва 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ .
4.1. Обнаружение новых сегнетомагнетиков, а также ферри и антиферромагнетиков среди соедивевий А2вз со структурой перовскита .
4.2. Некоторые особенности фазовых переходов соединений АгВ1В
4.3. Анализ результатов исследования антиферромагнетиков и 20 , обладающих полярной пространственной группой
4.4. Выявление сегнетоэлектрических свойств у фаз в системах ЫгОъМо,гОъ
4.5. Перспективы поиска новых сегнетоыагнетиков . .
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Энергию МЭ взаимодействий удобно разделить на две части магнитоизотропную обменную и анизотропную 5. Возникающее СЭ упорядочение приводит к смещению ионов, при этом меняются равновесные расстояния между ионами, а следовательно и обменный интеграл. Изменение электрического поля в кристалле при СЭ переходе вследствие эффекта Игарка возмущает волновые функции как самих магнитных электронов, так и промежуточных атомов, участвующих в косвенном обмене. Обратный эффект изменение поляризации при возникновении магнитного упорядочения может быть рассмотрен как результат того, что обменное поле производит зеемановское расщепление уровней, которое в свою очередь, вследствие электронфононного взаимодействия, сопровождается смещениями ионов. Указанным механизмам обменного МЭ взаимодействия отвечает обменная магнитоизотропная энергия. Анизотропная МЭ энергия описывает изменение энергии магнитной анизотропии при возникновении электрической поляризации и воздействие анизотропного магнитного поля спинов на величину поляризации. Существует несколько механизмов такого взаимодействия 5. Равновесные свойства кристалла в сегнетомагнитной фазе можно описывать в рамках теории Ландау, используя разложение свободной энергии по степеням электрического и магнитного моментов, инвариантное относительно группы симметрии парафазы. Такое разложение, строго говоря, применимо при близких значениях температур СЭ 9Э и магнитного вн переходов. В общем случае значения э и м различны, и сегнетомагнитная фаза может быть отделена от парафазы значительным температурным интервалом. Однако, если в этом температурном интервале нет структурных переходов, то для описания термодинамических свойств сегнетомагнетиков можно попрежнему использовать разложение свободной энергии по степеням моментов 5. Для описания свойств сегнетомагнетиков наряду с машиной и диэлектрической восприимчивостями используется понятие магнитоэлектрической восприимчивости 7, характеризующей изменения намагниченности под действием электрического поля и поляризации под действием магнитного поля. Мк М Е Xк г . Число независимых компонент тензора магнитоэлектрической восприимчивости определяется кристаллической и магнитной симметрией. Впервые термодинамическое рассмотрение сегнетоыагнетиков было проведено Г. А.Смоленским 8. Исследовалось поведение кристаллов, обладающих сегнетоэлектрическими и ферромагнитными свойствами, вблизи точек фазовых переходов без учета анизотропии и напряжений. М переходов достаточно близки. В дальнейшем Г. М.Недлин 9 показал, что результаты этой работы носят общий характер и не зависят от близости температур обоих переходов. При разложении термодинамического потенциала Ф в ряд полагалось, что ФР,М Ф Р, М ФР,М ФРМ , где Р поляризация, а М намагниченность. Анализ этого разложения с учетом требования минимальности потенциала и условий устойчивости позволил подучить ряд важных результатов I выполнимость закона двойки, установленного В. Л.Гинзбургом для сегнетоэлектрических фазовых переходов П рода, т. СЭ восприимчивости при температуре СЭ магнитного перехода 3 скачок магнитной СЭ восприимчивости при гемперазуре СЭ магнитного перехода. Последний эффект аналогичен, например, скачкам теплоемкости и упругих модулей при фазовых переходах второго рода. Также было показано 9, что ниже точки перехода в сегнетоферромагнитное состояние имеет место зависимость электрического магнитного момента от магнитного электрического поля в отсутствие внеш
них полей i. Излом в температурной зависимости восприимчивости является эффектом первого порядка по МЭ взаимодействию, а скачок эффектом второго порядка. ХММТ из параэлект
рической фазы. ХммРгФ Т 6э . ХМНа зависит от знака постоянной МЭ взаимодействия и может быть любым. Вместе с тем, феноменологическая теория сегнетоферро магнетика, развитая в , показывает, что температурные зависимости компонент тензора МЭ восприимчивости отклоняются от закона КюриВейсса, причем эти отклонения зависят от степени взаимодействия между электрической и магнитной подсистемами.