Исследования спонтанной поляризации

Измерения проводились в интервале температур от 20^oC до IOO⁰C. Поляризация определялась по петле диэлектрического гистерезиса методом Сойера-Тауэра [90, 91].

Принципиальная схема этого метода представлена на рис. 2.1. Переменное напряжение с генератора или трансформатора подаётся на соединённые последовательно исследуемый образец сегнетоэлектрика (емкостью) и эталонный конденсатор С_эт. Напряжение U₃с эталонного конденсатораподаётся на вход Y осциллографа. Это напряжение пропорционально заряду qна эталонном конденсаторе. Заряд qможно определить из соотношения

где U_x- напряжение на образце. Поскольку заряд qсвязан с поверхностной плотностью заряда σсоотношением

где S - площадь поверхности образца, то в случае, когда вектор поляризации P перпендикулярен поверхности кристалла, имеем

Подставляя (2.71) и (2.70) в (2.72), получаем для поляризации

Отсюда следует, что напряжение на эталонном конденсаторе U₃прямо пропорционально поляризации Р.

На вход X осциллографа подаётся напряжение с сегнетоэлектрического материала (при использовании в эксперименте большой величины напряженности электрического поля применяется делитель, состоящий из двух последовательно соединённых сопротивлений Ei и E₂), пропорциональное величине электрического поля, приложенного к образцу.

Рис. 2.1. Схема для наблюдения петель диэлектрического гистерезиса

Таким образом, на экране осциллографа (при выключенном генераторе развёртки горизонтального отклонения) можно видеть изображение петли гистерезиса q = q(u) - зависимость заряда q(или поляризации P = q S)от напряжения U_xна его обкладках (или напряжённости электрического поля E = [∕_x∕J, где d - толщина образца). Данный метод позволяет измерять как величину поляризации сегнетоэлектрического материала, так и коэрцитивное поле.

2.3.3