3.2 Влияние проводимости на нелинейные свойства сегнетоэлектрических композитов
Данный параграф посвящен исследованию нелинейных диэлектриче-
71
физико-химические свойства, но обладают одинаковыми температурами Кюри.
цаемость с увеличением х значительно возрастает и сильно зависит от частоты. На рисунке 3.2.1 представлены зависимости ( Г) для
на разных частотах, а также для сравнения приводится зависимость ε'(T) для поликристаллического образца KDP.
2 К. Фазовый переход для KDP наблюдается при 123 К, а диэлектрическая проницаемость в максимуме достигает порядка 50 и в пределах IO1 -IO0Гц не зависит от частоты.
На рисунке 3.2.2 приведены результаты исследования полевой зависи-
дования показали, что с увеличением х растет не только диэлектрическая проницаемость, но и её зависимость от поля.
73
происходит рост как линейной так и нелинейной части диэлектрической проницаемости; фазовый переход размывается и на температурном ходе
появляется гистерезис.
термодинамически неравновесными открытыми системами с развитой сетью внутренних границ раздела и градиентов химических потенциалов между компонентами.
Эти явления обусловлены существованием ненасыщенного поля межатомных и межмолекулярных сил в поверхностных слоях на межфазной границе вследствие разного состава и строения соприкасающихся фаз, а также из-за отличия связей поверхностных атомов и молекул разных фаз [173]. Образование на межфазной границе двойного электрического слоя в результате эмиссии электронов или специфической эмиссии ионов, а также ориентации диполей в поле поверхностных сил приводит к появлению электрических поверхностных явлений: накоплению зарядов на границе раздела, поверхностной проводимости, поверхностного электрического потенциала идр. Результатом этого влияния является энергетический барьер, определяющий физические процессы на границе фаз [174].
(KH2PO4)1√(Pbo.95Geo.o5Te)xнаходится в сегнетоэлектрическом состоянии, необходимо учитывать наличие спонтанной поляризации. В работе [175] при определении величины потенциального барьера на границе сегнетоэлектрик- металл спонтанная поляризация учтена в виде дополнительного слагаемого вида
где е - заряд электрона, Ps-спонтанная поляризация, εst- статическая диэлектрическая проницаемость, εz- высокочастотная (оптическая) проницаемость, ε0- электрическая постоянная.
При наличии свободных носителей установление спонтанной поляризации в сегнетоэлектрике сопровождается накоплением компенсирующего заряда, который сводит энергию поля внутри и вне образца к минимуму. Если поляризация соседних зерен не параллельна, то неравный нулю скачок поляризации на границе между зернами порождает деполяризующие поля, которые в равновесном состоянии могут компенсироваться свободными зарядами на границе раздела. При этом с изменением спонтанной поляризации вблизи температуры Кюри меняется не только действительная, но и мнимая часть диэлектрической проницаемости.
Вопрос о температурном гистерезисеє'( Т) для сегнетоэлектриков C размытым фазовым переходом второго рода неоднократно обсуждался в литературе [143].
Наличие микронеоднородностей в композитах может приводить к нескольким причинам температурного гистерезиса: 1) образование механических напряжений и освобождение от них при последовательных циклах нагрева и охлаждения образцов; 2) появление внутренних электрических полей дефектов на границах неоднородностей; 3) экранирование свободными носителями зарядов поляризованных областей микрокристаллов. Для композита
наиболее вероятными являются вторая и третья причины: появление внутренних электрических полей дефектов на границах неоднородностей и экранирование поляризованных областей микрокристаллов, которые в дальнейшем не участвуют в процессах перепо- ляризации. О наличии полярных групп выше T= 124 К свидетельствуют и наши результаты исследования коэффициента третьей гармоники (см. рис. 3.2.3). Температурный гистерезис диэлектрической проницаемости может быть обусловлен и другими причинами. Например, «затягиванием» сегнетоэлектрических доменов в параэлектрическую фазу вследствие закрепления доменных границ дефектами решетки.
3.3
Еще по теме 3.2 Влияние проводимости на нелинейные свойства сегнетоэлектрических композитов:
- Влияние неоднородности и проводимости на свойства сегнетоэлектрических материалов
- Диэлектрические свойства сегнетоэлектрических композитов (KH2PO4)1.x/(Pb095Ge005T e)x
- 3.1 Нелинейные диэлектрические свойства композитных сегнетоэлектрических материалов
- Структурная неустойчивость и нелинейные свойства сегнетоэлектрических кристаллов
- Влияние носителей заряда на сегнетоэлектрические свойства кристаллов (обзор экспериментальных работ)
- Нелинейные эффекты в наноразмерных сегнетоэлектрических материалах
- Особенности проводимости сегнетоэлектрических кристаллов
- Экспериментальные результаты по исследованию нелинейных эффектов сегнетоэлектрических материалов
- Методика исследования сегнетоэлектрических материалов методом нелинейной диэлектрической спектроскопии
- Свойства неоднородных сегнетоэлектрических систем
- Особенности сегнетоэлектрических свойств наноматериалов