Термо- и фотоиндуцированные процессы переполяризации в сегнетоэлектриках и сегнетоэлектриках-полупроводниках

• Автор: Богомолов, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 280 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ПРОЦЕССЫ ПЕРЕПОЛЯРИЗАЦИИ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ
(обзор)
ЧАСТЬ I. ПРОЦЕССЫ ПЕРЕПОЛЯРИЗАЦИИ И ЭФФЕКТ БАРКГАУЗЕНА
1.1. Общие сведения о процессах переполяризации сегнетоэлектриков
1.2. Скачкообразные процессы переполяризации в сегнетоэлектриках
1.3. Механизмы возникновения скачкообразных процессов переполяризации
1.4. Разновидности эффекта Баркгаузена
1.5. Процессы переполяризации и поверхностные эффекты в сегнетоэлектриках
ЧАСТЬ II. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, НАБЛЮДАЕМЫЕ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКАХ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ИЗМЕНЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ
1.6. Пироэффект в кристаллах группы ТГС (общие сведения)
1.7. Экспериментальные методы исследования пйроэффекта
1.8. Пироэлектрические свойства приповерхностных слоев и тонкослойных сегнетоэлектриков
1.9. Нелинейные явления в пироэффекте (скачкообразные процессы переполяризации), вызванные воздействием тепловых потоков большой плотности
1.10. Перестройка доменной структуры сегнетоэлектриков, индуцированная непрерывным изменением температуры
1.11. Механические и диэлектрические потери сегнетоэлектрических кристаллов в условиях неравновесного состояния системы
1.12. Термостимулированная эмиссия электронов
1.13. Излучение электромагнитных и акустических волн сегнетоэлектриками при изменении температуры
1.14. Аномалии физических свойств водородсодержащих сегнетоэлектрических и пироэлектрических кристаллов, подвергнутых воздействию термоудара
ГЛАВА II. ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ БАРКГАУЗЕНА В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКАХ И
СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКАХ-ПОЛУПРОВОДНИКАХ
2.1. Тепловой эффект Баркгаузена в естественно и предварительно
поляризованных образцах сегнетоэлектрических кристаллов
2.2. Влияние постоянного электрического поля на тепловой эффект Баркгаузена
2.3. Электрические поля термического происхождения в сегнетоэлектрических кристаллах при непрерывном изменении температуры
2.4. Тепловой эффект Баркгаузена и температурные механические напряжения в сегнетоэлектрических кристаллах
ГЛАВА III. НЕЛИНЕЙНЫЙ ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В КРИСТАЛЛАХ ГРУППЫ ТГС, ОБУСЛОВЛЕННЫЙ ПРОЦЕССАМИ ПЕРЕПОЛЯРИЗАЦИИ
3.1. Экспериментальные наблюдения нелинейных пироэлектрических явлений в кристаллах группы ТГС, обусловленных процессами переполяризации
3.2. Влияние температуры и внешнего электрического поля на нелинейные пироэлектрические явления в кристаллах группы ТГС
3.3. Аномальные пироэлектрические петли гистерезиса в кристаллах
группы ТГС
3.4. Релаксационные явления в нелинейном пироэлектрическом эффекте
3.5. Процессы зародышеобразования в монокристаллах ТГС и ДТГС, вызванные воздействием теплового потока
3.5.1. Экспериментальные результаты (температурные и частотные зависимости скачкообразных процессов переполяризации)
3.5.2. Анализ формы электрического отклика, сопровождающего процесс зарождения и расширения доменов термического происхождения
3.5.3. Возбуждение механических колебаний скачкообразными процессами переполяризации в сегнетоэлектрических кристаллах
3.5.4. Визуальное наблюдение термоиндуцированных процессов локальной переполяризации в кристаллах группы ТГС поляризационно-оптическим методом с помощью НЖК
3.6. Влияние естественной униполярности на нелинейный пироэффект в кристаллах группы ТГС
3.7. Расчет электрических полей термического происхождения в сегнетоэлектрических кристаллах, возникающих при воздействии на них модулированных тепловых потоков
3.8. Термически активированные процессы перецоляризации в сегнетоэлектриках-полупроводниках 8Ь81, 8пгРг8б
ГЛАВА IV. ТЕРМИЧЕСКИ ИНДУЦИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕПОЛЯРИЗАЦИИ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ
УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН
4.1. Ток переключения, индуцированный импульсным воздействием УЗВ, в
кристаллах ВаТЮз, ТГС при квазистатическом изменении электрического состояния образца
4.2. Скачкообразные процессы переполяризации, индуцированные УЗ импульсом, в монокристаллах ТГС, СС, SbSI
4.3. Влияние УЗ волны на величину диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрического кристалла
ГЛАВА V. ФОТОИНДУЦИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕПОЛЯРИЗАЦИИ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКАХ - ПОЛУПРОВОДНИКАХ SbSI, Sn2P2S6
5.1. Ускорение процессов установления поляризации монокристаллов SbSI,
Sn2P2Sö под воздействием освещения
5.2. Процессы деполяризации (полидоменизации) в монокристаллах SbSI и 'Sn2P2Sö, обусловленные экранированием внешних электрических полей
5.3. Нелинейные фото- и пироэлектрические явления в монокристаллах сегнетоэлектриков-полупроводников SbSI и Sn2P2Sr,, индуцированные воздействием лазерного излучения
ГЛАВА VI. ПОВЕРХНОСТНЫЕ СЛОИ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКАХ И ИХ РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ ТЕРМО - И ФОТОИНДУЦИРОВАННЫХ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕПОЛЯРИЗАЦИИ
6.1 .Расчет формы пироотклика при наличии в кристалле приповерхностных
слоев
6.2. Приповерхностные слои с особыми пироэлектрическими свойствами в кристаллах группы ТГС
6.3. Пироэлектрические свойства приповерхностных слоев кристаллов сегнетоэлектрика-полупроводника Sn2P2Sr,
6.4. Влияние поверхностных слоев на формирование термо- и фотоиндуцированных процессов переполяризации сегнетоэлектрических кристаллов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

равенства нулю макроскопической поляризации. Естественно, что как приложение, так и сброс давления приводит в данном случае к преодолению локальных энергетических барьеров, удерживающих поляризацию образца в состоянии, отличном от нуля.
В'работах [149,150] экспериментально исследовано влияние скорости изменения ГСД на процессы поляризации монокристаллов БЬ81 и проведен анализ влияния других воздействий на характер протекания этих эффектов. Индикатором направленности процессов изменения поляризации служил эффект Баркгаузена. Основной экспериментальный результат, полученный авторами, сводится к следующему. Воздействие на образец плавно меняющегося ГСД со скоростями, большими 0,8 бар/секунду, приводит к появлению скачков Баркгаузена при любом исходном электрическом состоянии образца (электроды закорочены, приложено внешнее поле), что свидетельствует о скачкообразной перестройке доменной структуры под воздействием изменяющегося по величине ГСД.
В работах делается вывод о том, что ГСД и освещение при достаточно малых скоростях изменения величины своего воздействия не приводят к скачкообразному изменению поляризации образца ЗЬБГ при любых его начальных электрических состояниях. Характерной особенностью всех этих эффектов является то, что они наиболее ярко проявляются при быстром изменении воздействия. При уменьшении скорости изменения воздействия, обусловленный им эффект спадает по интенсивности. В связи с этим встает вопрос: является ли само воздействие одновременно необходимым и достаточным условием для появления эффекта скачкообразного изменения электрического состояния образца или только необходимым, а достаточным условием нужно считать изменение воздействия с определенной скоростью.
Авторы отмечают, что как при полевом, так и при тепловом эффектах Баркгаузена уменьшение скорости изменения внешнего воздействия (электрического ПОЛЯ или температуры соответственно) также влечет за собой уменьшение числа скачков Баркгаузена. Из анализа полученных результатов авторы делают вывод о том, что наличие внешнего воздействия является только необходимым условием скачкообразного изменения поляризации. Достаточным же условием следует признать наличие определенной скорости его изменения. Авторы [149] приходят к выводу о том, что разнохарактерные воздействия в различных сегнетоэлектриках приводят к одинаковому конечному результату. Это свидетельствует о том, что сам результат обусловлен единым фактором. По мнению авторов, таким общим фактором является стационарность внутреннего поля сегнетоэлектрйка..Она обусловлена тем, что при медленном изменении