Влияние внешних воздействий на состояние поляризации кристаллов CBN

Анализ профиля поляризации производился у образцов CBN, поляризованных в поле напряженностью 900 В/мм. Исследовались образцы, не подвергнутые внешним воздействиям, после цикла нагрев-охлаждение (и.3.3) и после воздействия переменного поля амплитудой, превышающей величину коэрцитивного поля.

У кристалла CBN28 после первой поляризации также как и у CBN30 величина поляризации на стороне, соответствующей положительному концу вектора поляризации (+P_s)была меньше, чем на противоположной стороне (- P_s).Но при этом изменение поляризации по толщине у него более однородно, т.е. в нем существовал слабовыраженные градиент поляризации по толщине образца (Рис.4.13, кривая 1).

Воздействие переменным электрическим полем 900 В/мм на образцы CBN приводило к частичной деполяризации образцов. Интересно отметить, что направление остаточной поляризации с обеих сторон образцов было направлено от поверхности в глубину образца (Рис.4.13, кривая 2).

Рис. 4.12. Координатные зависимости пирокоэффициента кристаллов CBN32 (кривая 1), CBN30 (кривая 2).

Рис. 4.13. Координатные зависимости пирокоэффициента кристалла CBN28: кривая 1 - после первой поляризации, 2 - после воздействия переменным электрическим полем. Направление поляризации в образце показано стрелками.

Принципиальное отличие кристаллов CBN с вхождением кальция 28% от аналогичного материала с другим процентным содержанием Са состоит в последействии переменного электрического поля. Так, кристаллы CBN30 и CBN32, подвергнутые воздействию переменного электрического поля, после повторной поляризации имели распределение поляризации по толщине аналогичное первоначальному (Рис. 4.12). Для кристалла CBN28, воздействие переменного электрического поля приводит к тому, что поверхностный слой со стороны, соответствующей положительному концу вектора поляризации, перестает поляризоваться (Рис. 4.14) в постоянном поле.

Рис. 4.14. Координатная зависимость пирокоэффициента кристалла CBN28.

Стрелкой показано направление вектора поляризации в образце.

Как отмечалось в главе 1, отсутствие у кристаллов CBN с х = 0.28, 0.30 и 0.32 зависимости температуры максимума диэлектрической проницаемости от частоты измеряемого поля (Рис. 1.3) свидетельствует о том, что эти материалы не обладают релаксорными свойствами. В тоже время, характер распределения поляризации по толщине образца кристалла CBN28, подвергнутого воздействию переменного электрического поля (Рис. 4.14), имеет те же особенности - меньшее значение поляризации со стороны, соответствующей

+ P_s,что и кристалл SBN61 (Рис. 4.1), являющийся сегнетоэлектриком- релаксором.

Можно предположить, что релаксорное состояние кристалла CBN28, обсуждаемое в работах [147-149] не существует в нем изначально (сразу после выращивания), а формируется в результате какого-либо внешнего воздействия, поскольку у кристаллов CBN30 и CBN32 под воздействием переменного электрического поля не происходит внутренних изменений, приводящих к неоднородному распределению поляризации по толщине образца.

Рис. 4.15. Температурные зависимости диэлектрической проницаемости кристалла CBN28, подвергнутого воздействию переменного электрического поля

После охлаждения из параэлектрической фазы кристалл CBN28 полностью деполяризуется, тогда как в образцах кристаллов CBN30 и CBN32 96

возникает система встречных доменов. Причем, как было показано в п.3.3 у CBN30, величина пироотклика значительно меньше, чем у CBN32, что свидетельствует о том, что он деполяризуется сильнее. При этом состояние поляризации симметрично - вектор поляризации с обеих сторон образца направлена из глубины образца к поверхности, в центральной части образец полностью деполяризован (Рис. 4.16, кривая 2). Как и ранее, отрицательное значение эффективного пирокоэффициента демонстрирует тот факт, что направление поляризации в этой части образца противоположно поляризации основного объема. Подобное поведение поляризации в кристаллах CBN32 и CBN30 аналогично наблюдаемому у кристаллов SBN с процентным вхождением стронция 61% (Рис. 4.2).

Рис. 4.16. Координатные зависимости пирокоэффициента кристалла CBN32: кривая 1 поляризованный, 2 - после охлаждения из параэлектрической фазы

Исследование пироотклика образцов CBN, поляризованных после нескольких циклов нагрев охлаждение, показало возникновение различий в пироотклике, наблюдаемом на сторонах + и - P_s.Если у CBN28 на стороне, соответствующей + Psвеличина поляризации изначально была меньше, чем на противоположной стороне (соответствующей - P_s), и после

термоциклирования это различие увеличилось, то у CBN30 и CBN32 в результате термоциклирования величина поляризации на стороне, 97

соответствующей + P_sувеличилась. Необходимо отметить, что во всех случаях речь идет о поляризации, имеющей место не сразу после охлаждения - в этом случае образцы, как отмечалось ранее, деполяризуются, а после поляризации в постоянном поле. Направление внешнего электрического поля, в котором осуществлялась поляризация кристаллов, всегда сохранялось одинаковым относительно поверхностей образца.