Влияние доменных и межкристаллических границ на сегнетоэлектрические свойства материалов

• Автор: Зембильготов, Алексей Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 238 с. : ил

Содержание
Введение
Глава 1. Движение доменных и фазовых границ как механизм
поляризационных переходов в полимерных сегнетоэлектриках
1.1. Теория переключения поляризации в поливинилиденфториде и его сополимерах
1.1.1. Внутренние электрические поля и механизм переключения поляризации
1.1.2. Движение доменных стенок в кристаллитах р-ПВДФ
1.1.3. Вычисление времени переключения поляризации полимерного сегнетоэлектрика и сопоставление теории с экспериментом
1.2. Особенности а-5 фазового превращения в поливинилиденфториде
1.2.1. Микроскопические механизмы а-5 перехода
1.2.2 Кинетика а-5 фазового перехода
Глава 2. Статика и динамика доменных границ в кристаллитах сегнетоэластиков и сегнетоэлектриков
2.1. Дислокационная модель полидоменного кристаллита сегнетоэластической керамики
2.2. Внутренняя энергия полидоменного зерна и равновесные характеристики доменной структуры
2.3. Статические силовые константы 90° доменных стенок
2.4. Эффективная масса и динамика доменных границ
2.5. Колебания доменных границ и диэлектрическая проницаемость сегнетокерамики
Глава 3. Доменные структуры в эпитаксиальных сегнетоэластических и
сегнетоэлектрических плёнках
3.1. Геометрия и энергии периодических доменных конфигураций
3.1.1. Ламеллярная с/а/с/а доменная структура
3.1.2. Периодическая а/а^а/аг доменная структура
3.1.3 Диаграмма равновесных состояний доменных структур
3.2. Расчёт характеристик с/а/с/а доменных структур в эпитаксиальных плёнках РЬТіОз, выращенных на подложках ІУ^О(ООІ) и КТаОз(ООІ), и сопоставление теории с экспериментом
3.3. Диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрической плёнки, обусловленная колебаниями доменных границ
Глава 4. Фазовые состояния и электрофизические свойства тонких монодоменных эпитаксиальных плёнок сегнетоэлектриков
4.1. Модифицированный термодинамический потенциал тонкого сегнетоэлектрического слоя на подложке
4.2. Диаграммы равновесных фазовых состояний монодоменных плёнок ВаТіОз и РЬТЮЗ
4.3. Зависимость диэлектрических свойств эпитаксиальных плёнок от деформации несоответствия и температуры
4.4. Пьезоэлектрические свойства эпитаксиальных плёнок
4.5. Температурная зависимость диэлектрической проницаемости гетероструктур ВаТіОз/Бі и 8гТіОС8і - сопоставление теории и эксперимента
Глава 5. Теория диэлектрических и пьезоэлектрических свойств
сегнетоэлектрической керамики и поликристаллических тонких плёнок
5.1. Самосогласованный метод эффективной пьезоэлектрической среды
5.2. Эффективные материальные константы поляризованных поликристаллов ВаТіОз и РЬТіОз
5.3. Эффективные материальные константы текстурированных плёнок ВаТЮз и РЬТЮз
Заключение
Список цитированной литературы

1.2. Особенности а-5 фазового превращения в поливинилиденфториде.
ПВДФ в обычных условиях кристаллизуется в а-фазе, не обладающей спонтанной поляризацией [83Ы, 93В1] . В этой кристаллической фазе макромолекулы ПВДФ имеют “свёрнутую” конформацию ...tgrtg~, в которой отдельная цепь характеризуется дипольным моментом с перпендикулярной и параллельной оси цепи компонентами. Элементарная ячейка содержит сегменты двух соседних макромолекул, поперечные дипольные моменты которых ориентированы в противоположных направлениях и таким образом взаимно компенсируются (рис. 1.2.1 а). Ориентация продольной компоненты изменяется случайным образом от макромолекулы к макромолекуле, что также не приводит к возникновению макроскопической поляризации в объёме кристаллита [83Ы].
Экспериментально установлено, что в результате приложения электрического поля напряжённостью £-=(100-150) МВ/м к образцам а-ПВДФ, прошедшим предварительную механическую ориентацию при высокой температуре, в полимере происходит образование новой кристаллической 5— фазы, обладающей сегнетоэлектрическими свойствами [7801 ]. Согласно данным ИК-спектроскопии фазовый переход в этом интервале электрических полей не сопровождается изменением конформаций макромолекул ПВДФ [7801]. При увеличении напряжённости приложенного электрического поля до величин £>500 МВ/м ПВДФ переходит в (3-фазу, в которой цепи макромолекул имеют конформацию плоского транс-зигзага ...Ш... [83Ь1]. Выполненные в работах [7801, 7901, 78141, 80В1] рентгеноструктурные исследования показали, что образующаяся 5-фаза имеет ромбическую элементарную ячейку, размеры которой совпадают с размерами ячейки исходной а-фазы. Однако в 5-ПВДФ поперечные дипольные моменты всех макромолекул ориентируются в одном направлении, обуславливая тем самым