Реальная и доменная структура SBN с примесями металлов Ce, Cr, Eu и Rh

• Автор: Бойцова, Кристина Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.1. Краткая характеристика физических свойств чистых монокристаллов SBN
1.2. Дефекты в твёрдых телах
1.3. Доменная структура кристаллов
1.4. Кристаллическая структура ниобата бария-стронция (ЧВІЧ)
1.5. Дефекты кристаллической структуры и их влияние на физические свойства кристаллов SBN
1.6. Доменная структура SBN
1.7. Влияние примесей на физические свойства и реальную структуру
1.8. Релаксорные свойства
1.9. Влияние внешних воздействий на перестройку доменной структуры кристаллов SBN
1.10. Постановка задач
ГЛАВА 2. Методика травления
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования реальной структуры SBN
2.2.1.Поляризационно-оптический метод
2.2.2. Оптическая микроскопия поверхности (металлографический метод)
2.2.3. Метод травления
2.3. Травление кристаллов SBN
2.4.Режимы травления
2.5. Методы атомно-силовой микроскопии
2.6. Силовая микроскопия пьезоотклика

2.7. Анализ объектов поверхности с помощью программы «Grain Analysis»
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ
ОБСУЖДЕНИЕ
3.1.Влияние примесей
3.1.1. Кристаллы 8ВХ легированные Сг
3.1.2. Кристаллы БВХ легированные Се
3.1.3. Кристаллы 8ВХ легированные Ей
3.1.4. Кристаллы 8ВХ легированные Ш1
ГЛАВА 4. Формирование доменной структуры в кристаллах SBN легированных примесями металлов методом АСМ
4.1.Кристаллы легированные Сг
4.2. Кристаллы легированные Се
4.3. Кристаллы легированные Ей
4.4. Кристаллы легированные Rh
4.5. Заключение к главе
Выводы
Список литературы
Список работ, опубликованных по теме диссертации
Введение
Актуальность темы. Сегнетоэлектрические кристаллы характеризуются наличием в определенном температурном интервале спонтанной поляризованности Р8, наличие которой обуславливает возникновение доменной структуры, нелинейные электрофизические свойства, оптические и электрооптические свойства, которые существенным образом определяют параметры устройств на основе данных материалов и возможности их применения.
В настоящее время известно достаточно много оптических сегнето-электрических кристаллов. Особое место среди них занимают кристаллы твердых растворов ниобата бария стронция 8гхВа1.хМЬ206 (8ВТчГ), которые относятся к сегнетоэлектрикам-релаксорам. Высокие электрооптические коэффициенты (превышающие электрооптические коэффициенты кристаллов группы дигидрофосфата калия и ниобата лития), высокие пиро- и пьезоэлектрические коэффициенты и т.д. выдвигают 8ВЫ в число весьма перспективных материалов для различных применений.
Широкие практические возможности и удобство для фундаментальных исследований кристаллов БВК обусловлены, прежде всего, сильной зависимостью оптических и диэлектрических свойств от вводимых примесей. Кристаллы 8ВК, легированные примесями Се и Сг, широко используются для записи динамической голографии, а также в качестве среды для оптической голографической памяти, поскольку добавление данных примесей приводит к значительному повышению фоторефрактивной чувствительности кристаллов. К примеру, при введении примеси Се обнаружено увеличение фоторефрактивной чувствительности на два порядка, а 8ВЫ с примесью Сг показывает намного большую скорость отклика фоторефракции, чем кристаллы с другими примесями. В связи с этим исследование влияния примесей Се и Сг на сегнетоэлектрические свойства кристаллов 8ВЫ является весьма перспективным. Введение фоторефрактивных примесей смещает точку фазового перехода и
увеличиваются по мере повышения содержания бария (соответственно уменьшения стронция), тогда как при повышении содержания ниобия или увеличении скорости охлаждения увеличивается лишь параметр с, а параметр а уменьшается. Анализ полученной зависимости параметров решетки от содержания в твердом растворе ИЬ20} показывает, что заметные изменения параметры а я с претерпевают в области недостатка ниобия и практически не зависят от содержания ниобия выше стехиометрии (у > 0.5).
Резкие аномалии параметров решетки, наблюдаемые в кристаллах стехиометрического состава, приводят, по-видимому, к возникновению значительных внутренних напряжений в объеме кристаллического слитка, которые в свою очередь ведут к появлению трещин. В этом смысле избыток ниобия следует считать благоприятным фактором, так как при нем имеют место лишь плавные изменения параметров и, следовательно, реализуется более однородное распределение напряжений в объеме кристаллической були, что понижает вероятность возникновения трещин. Действительно, экспериментально установлено, что стехиометрические кристаллы БВЫ сильнее подвержены растрескиванию, чем кристаллы, выращенные из расплавов с избытком ниобия. Трещины в кристаллах 8ВМ стехиометрического состава, как правило, параллельны ростовой с-оси.
1.6. Доменная структура 81Ш
В связи с возрастающим интересом к ЭВМ как к одному из нелинейных сегнетоэлектриков, проводились исследования его доменной структуры, т. к. для получения качественных сегнетоэлектрических монокристаллов этого соединения важной проблемой является обеспечение их униполярности (монодоменности). Для выбора режима поляризации кристаллов необходимо знать типы образующихся доменов.
В [43] исследования доменной структуры кристаллов БВЫ показали, что в них доменные границы не имеют формы концентрических окружностей и спиралей, повторяющих форму фронта кристаллизации, что характерно для