Сегнетоэлектрические свойства монокристаллов ниобата бария-стронция с примесями редкоземельных металлов
Диссертация
The Joint International Conferences, International Symposium on Applications of Ferroelectrics (ISAP XI 1998) (August 24−27, 1998, Montreux, Switzerland), The Second International Seminar on ferroelectrics (June 23−26, 1998, Dubna), 7-м международном семинаре по физике сегнетоэлектриков-полупроводников (24−27 сентября 1996 г., г. Ростов-на-Дону), Международной научно-технической конференции… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
- 1. 1. Кристаллическая структура кристаллов SBN
- 1. 2. Свойства кристаллов SBN
- 1. 2. 1. Основные свойства сегнетоэлектриков — релаксоров
- 1. 2. 2. Сегнетоэлектрический фазовый переход и диэлектрические свойства SBN
- 1. 2. 3. Петли диэлектрического гистерезиса и сегнетоэлектрическое переключение кристаллов SBN
- 1. 3. Общие закономерности импульсного переключения сегнетоэлектриков
- 1. 4. Постановка задачи
- ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
- 2. 1. Описание экспериментальных установок, методик исследований и погрешностей измерений
- 2. 1. 1. Измерение диэлектрической проницаемости
- 2. 1. 2. Квазистатический метод измерения пирокоэффициента
- 2. 1. 3. Определение пьезокоэффициентов методом резонанса-антирезонанса
- 2. 1. 4. Установка для исследования процессов переключения по методике Мерца
- 2. 1. 5. Методика исследования петель пироэлектрического тока методом динамического пироэффекта
- 2. 1. 6. Методика поляризации исследуемых образцов
- 2. 2. Объекты исследования
- 2. 1. Описание экспериментальных установок, методик исследований и погрешностей измерений
- ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ НА ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД И СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ SBN
- 3. 1. Влияние легирования редкоземельными элементами на фазовый переход в кристаллах SBN
- 3. 2. Особенности действия электрического поля на диэлектрические свойства в кристаллах SBN в районе фазового перехода
- 3. 3. Обсуждение экспериментальных результатов
- ГЛАВА 4. ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ SBN:0.61 С ПРИМЕСЯМИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ
- 4. 1. Пироэлектрические свойства кристаллов SBN
- 4. 1. Влияние легирования редкоземельными примесями на пьезоэлектрические свойства кристаллов SBN
- ГЛАВА 5. ПРОЦЕССЫ ПЕРЕПОЛЯРИЗАЦИИ В КРИСТАЛЛАХ SBN
- 5. 1. Характеристики импульсного переключения кристаллов SBN
- 5. 2. Особенности переключения кристаллов SBN
- 5. 3. Обсуждение процессов переключения SBN
- ВЫВОДЫ
- СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ
Список литературы
- Смоленский Г. А., Боков В. А., Исупов В. А., Крайник Н. Н., Пасынков Р. Е., Соколов А. И., Юшин Н.К Физика сегнетоэлектрических явлений. JL: Наука, 1985, 396 с.
- Смоленский Г. А., Боков В. А., Исупов В. А., Крайник Н. Н., Пасынков Р. Е., Шур А.С., Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. Л.: Наука, 1971.
- Лайнс М., Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы. М.: Мир, 1981,736 с.
- Кузьминов Ю.С. Сегнетоэлектрические кристаллы для управления лазерным излучением. М.: Наука, 1982. 400 с.
- Cross L.E. «Relaxor ferroelectrics: an overview». // Ferroelectrics. 1994. V.151. P.305−320.
- Jamieson P.B., Abrahams S.C., Bernstein J.L. Ferroelectric Tungsten BronzeType Crystal Structures. I Barium Strontium Niobate Bao.25Sro.75Nb5O5.7s // J. Chem. Phys. 1968. V.48. P.5048.
- Андрейчук A.E., Дорожкин. Jl.M., Кузьминов Ю. С. и д.р. Квадратичная оптическая восприимчивость и структура кристаллов BaxSrixNb206 // Кристаллография. 1984. Т. 20. № 6. С. 1094.
- Черная Т.С., Максимов Б. А., Верин И. В., Ивлева Л. И., Симонов В. И. Кристаллическая структура монокристаллов Ba0.39Sr0.6iNb2O6 // Кристаллография, 1997, Т. 42, № 3, С. 421 -426.
- Черная Т.С., Максимов Б. А., Верин И. В., Ивлева Л. И., Симонов В. И. Уточнение кристаллическая структуры монокристаллов Sr0.6iBa0.39Nb2O6:Ce // Кристаллография, 1997, Т. 42, № 3, С. 421−426.
- Trubelja M. P., Ryba E., Smith D. K. A study of positional disorder in strontium barium niobate. // J. Mater. Sci., 1996,31, 6, P. 1435−1443
- Woike Th., Weckwerth G., Palme H., Pankrath R. Instrumental Neutron Activation Analysis and Absorption Spectroscopy of Photorefractive
- Sro.6iBao.39Nb206:Ce) Single Crystals Doped with Cerium // Solit State Commun. 1997,102, 10, P. 743.
- Neurgaonkar R.R., Oliver J.R., Cory W.K., Cross L.E. and Viehland D. Piezoelectricity in Tungsten Bronze Crystals. // Ferroelectrics. 1994. V.160. P.265−276.
- Смоленский Г. А., Исупов B.A., Аграновская А. И., Попов С. Н. Сегнетоэлектрики с размытым фазовым переходом // ФТТ, 1960, Т. 2, № 11,2906−2918.
- Боков В.А., Мыльникова И. Е. Электрические и оптические свойства монокристаллов сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом // ФТТ, 1961, ТЗ, С. 841−853.
- Viehland D., Jang S.J., Cross L.E., Wuttig M. Deviation from Curie-Weiss behavior in relaxor ferroelectrics // Phys. Rev. B. 1992. V.46(13). P.8003−8006.
- Burns G. and Dacol F. H. Ferroelectrics with a glassy polarization phase // Ferroelectrics, 1990, V. 104, P. 25−35.
- Viehland D., Wuttig M. and Cross L.E. The Glassy behavior of relaxor ferroelectrics //Ferroelectrics. 1991. V.120. P.71−77.
- Huang W.H., Viehland D., and Neurgaonkar R.R. Anisotropic glasslike characteristics of strontium barium niobate relaxors // J. Appl. Phys. 1994. V.76(l). P.490−496.
- Смоленский Г. А., Исупов B.A., Аграновская А. И., Попов С. Н. Сегнетоэлектрики с размытым фазовым переходом // ФТТ, 1960, Т. 2, № 11,2906−2918.
- Исупов В.А. К вопросу о причинах размытия фазового перехода и релаксационного характера диэлектрической поляризации в некоторых сегнетоэлектриках // ФТТ, 1963, Т. 5, С. 187−193.
- Cross L.E. Relaxor Ferroelectrics // Ferroelectrics. 1987. V.76. P.241−267
- Viehland D., Xu Z. and Huang W.-H. Structure-property relationships in strontium barium niobate. I. Needle-like nanopolar domains and the metastably-locked incommensurate structure // Philos. Mag. A. 1995. V.71(2). P.205−217.
- Kleemann W. Dynamics of nanodomains in relaxor ferroelectrics. // J. Korean Phys. Soc., 1998, 32, Pt 3, P. S939-S941.
- Cross L.E. Relaxor ferroelectrics. Tutorial IV. The 9th International Meeting on Ferroelectricity. Seoul, 1997.
- Scehneck J, Denoyer F. Incommensurate phases in barium sodium niobate // Phys. Rev., 1981, Y. B23, P. 383−388.
- Prokert F., Balagurov A.M., Savenko B.N. Investigation on theincommensurate modulated structure of Sro.7Bao.3Nb206 by neutron diffraction // Ferroelectrics, 1988, V. 79, P. 307−309
- Savenko B.N. Sangaa D., Prokert F. Neutron diffraction studies on SrxBab xNb206 single crystals with x=0.75, 0.70, 0.61, 0.50 and 0.46 // Ferroelectrics, 1990, V. 107, P. 207−212.
- Wittler N., Greten G., Kapphan S., Pankrath R., and Seglins J. Dielectric Measurements on SBN: Ce. //Phys. Stat. Sol. (B). 1995. V.189. P. K37-K40.
- Glass A.M. Investigation of the Electrical Properties of SrixBaxNb06 with Special Reference to Pyroelectric Detection // J. Appl. Phys. 1968. V.40. P.4699−4713
- Povoa J. M., Moreira E. N" Garcia D., Spinola D. U. P., Do Carmo C. G. V., Eiras J. A. Phase transition and dielectric characteristics of tungsten bronze relaxors. // J. Korean Phys. Soc., 1998, 32, febr., Pt 3, Suppl. P. S1046-S1047.
- Oliver J.R., Neurgaonkar R.R., and Cross L.E. A thermodynamicphenomenology for ferroelectric tungsten bronze Sr0.6Ba0.4Nb2O6 (SBN:60). // J. Appl. Phys. 1988. V.64(l). P.37−47.
- Струков Б.А., Леванюк А. П. Физические основы сегнетоэлектрических явлений в кристаллах. М.: Наука. Физматлит, 1995. 304 с.
- Шильников А.В., Бурханов А. И., Узаков Р.Э Доменные процессы в кристалле SrxBaixNb2C>6B широком интервале амплитуд низко- и инфранизких частотных полей // Изв. АН СССР, Сер. Физ., Т. 59, № 9, С. 65−67.
- Бурханов А.И., Шильников А. В., Узаков Р. Э. Влияние внешних воздействий на релаксационные явления в монокристалле Sr0.75Ba0.25Nb2O6 // Кристаллография, 1997, Т. 42, № 6, С.1069−1075.
- Balagurov A. M, Savenko B.N., Prokert F. Neutron diffraction studies on phase transition effects on a single crystal of Sro^Ba^NbaCV/ Ferroelectrics, 1988, V. 79, P. 153−156.
- Прокерт Ф, Савенко Б. Н., Сангаа Д. Нейтро-дифракционное излучение SrxBabxM^C^ монокристаллов // Сооб. ОИЯИ, Дубна, 1989.
- Прокерт Ф, Балагуров A.M., Бескровный А. И., Савенко Б. Н., Сангаа Д. Исследование размытого фазового перехода в кристаллах SrxBa^xNbiOe с помощью рассеяния нейтронов // Сооб. ОИЯИ, Дубна, 1990.
- Дубовик М.Ф., Дрогайцев Е. А., Теплицкая Т. С. Монокристаллы и техника // Харьков: ВНИИ монокристаллов, 1975, 86 с.
- Елинсон М.И., Захаров Л. Ю., Морозов Н.А и др. // Микроэлектроника, 1974, Т. 3, Вып. 5 С. 459.
- Буш А.А., Чечкин В. В., Лейченко А. И. и др. Исследование монокристаллов барий стронциевых ниобатов // Изв. АН СССР: Сер. Неорган, материалы, 1997, Т. 13, № 12, С. 2214−2219.
- Фурухата Й. Оценка и контроль оптических дефектов в ниобате бария-стронция // Изв. АН СССР: Сер. физ. 1977. Т.41. № 3. С. 573−560.
- Uzakov R.H., Burkhanov A.I., Shilnikov A.V. The influence of the thermal and electrical prehistory on physical properties of relaxor SBN. // J. Korean Phys. Soc., 1998, 32, P. S1016-S1018.
- Landolt-Bornstein. Numerical Data and functional relationships in Science Technology.// New Series, Group III: Crystal and related Substances, Subvolume a: Oxides. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg.-N.-Y., 1981, vol/16/28a. P.149.
- Neurgaonkar R.R. and Cory W.K. Progress in photorefractive tungsten bronze crystals. // J. Opt. Soc. Am. B. 1986. Vol.3. No.2. P.274−282.
- Neurgaongar R.R., Cory W.K., Oliver., Khoshnevisan M. Ferroelectrics tungsten bronze crystals and their photorefractive applications // Ferroelectrics, 1990, V.102, P. 3−12.
- Сеглинып Я. А. Фотоиндуцированные процессы при записи элементарных голографических решеток в фоторефрактивных сегнетоэлектриках НБС:Се и керамике ЦТСЛ. // Канд. Дис. Рига, НИИФТТ, 1986.
- Yolk Т., Woike Th" Doerfler U., Pankrath R., Ivleva L. and Woehlecke M. Ferroelectric phenomena in holographic properties of strontium-barium niobate crystals doped with rare-earth elements. // Ferroelectrics. 1997. V.203. P.457−470.
- Zhang P.L., Zhong W.L., Song Y.Y., Chen H.C. Tb-Doped SBN Single Crystals//Ferroelectrics. 1993. V. 142. P. 115−119.
- Воронов В.В., Десяткова С. М., Ивлева Л. И., Кузьминов Ю. С. и др. Электрические и электрооптические свойства стехиометрических кристаллов ниобата бария стронция // ФТТ. 1973. Т. 15. С.2198−2200.
- Воронов В.В., Десяткова С. М., Ивлева Л. И., Кузьминов Ю. С. и др. Электрические свойства монокристаллов ниобата бария стронция выращенных из стехиометрического расплава состава ниобата бария стронция // Кристаллография. 1974. Т. 19. С.401−402.
- Крайник H.H., Камзина Л. С. О процессах переполяризации в магнониобате свинца сегнетоэлектрике с размытым фазовым переходом //ФТТ, Т. 34, С. 999−1006.
- Дж.Барфут Введение в физику сегнетоэлктрических явлений, М.: Мир, 1970. 352 с.
- Рудяк В.М. Процессы переключения в нелинейных кристаллах. М.: Наука, 1986. 244 с.
- Желудев И.С. Физика кристаллических диэлектриков. М.: Наука, 1968. 463 с.
- Иона Ф., Ширане Д. Сегнетоэлектрические кристаллы. М.: Мир, 1965.
- Синяков Е.В., Дубник Е. Ф., Тиханчик С. И. Процессы переполяризации монокристаллов ВаТЮ3 в слабом переменном поле.// Кристаллография. 1968. Т.13. С. 533.
- Синяков Е.В., Дубник Е. Ф., Тиханчик С. И. Частичные процессы переполяризации монокристаллов ВаТЮ3 на прямоугольных биполярных импульсах.//ФТТ. 1968. Т. 10. С.288−290.
- Струков Б.А., Минаева К. А. Некоторые особенности импульсной переполяризации естественно униполярных кристаллов триглицинсульфата// ФТТ. 1965. Т.7. С.3579−3581.
- Камышева Л.Н., Дрождин С. Н., Косарева O.A. Особенности импульсной переполяризации в униполярных кристаллах триглицинсульфата // ФТТ. 1993. Т.35. № 3. С.854−856.
- Камышева JI.H., Косарева O.A., Дрождин С. Н., Голицына О. М. Импульсная переполяризация в дефектных кристаллах триглицинсульфата//Кристаллография, 1995. Т.40. № 1. С.93−96.
- Камышева JI.H., Дрождин С. Н., Золототрубов Ю. С., Косарева O.A., Импульсная переполяризация сегнетоэлектрического кристалла CDP // Изв. АН., Сер. Физ., 1995. Т.59. № 9. С.81−84.
- Камышева JI.H., Голицына О. М., Подгорная Т. Н. Подвижность доменных стенок облученного триглицинсульфата.// ФТТ. 1998. Т.40. № 7. С. 13 211 323.
- Шур В.Я., Летучев В. В., Румянцев Е. Л. Полевая зависимость параметров переполяризации и форма доменов в германате свинца // ФТТ. 1984. Т.26. С.2510 2512.
- Шур В .Я., Летучев В. В., Попов Ю. А., Сарапулов В. И. Изменение доменной структуры германате свинца при его переполяризации // Кристаллография. 1985. Т.ЗО. С.945−949.
- Шур В.Я., Груверман А. Л., Пономарев Н. Ю., Румянцев Е. Л., Тонкачева H.A. Кинетика доменной структуры при сверхбыстром переключении поляризации в германате свинца // Письма ЖЭТФ. 1991. Т.53. С. 591−594.
- Шур В.Я., Макаров С. Д. «Кинетика переключения поляризации в сегнетоэлектриках конечных размеров». // ФТТ. 1995. Т.37. № 6. С.1687−1692.
- Шур В.Я., Макаров С. Д., Пономарев Н. Ю., Волегов В. В., Тонкачева H.A., Суслов Л. А., Салащенко H.H., Клюенков Е. Б. Кинетика переключения поляризации в эпитаксиальных тонких пленках цирконата титаната свинца.// ФТТ. 1996. Т.38. № 6. С. 1889−1895.
- Шур В.Я., Пономарев H.A., Тонкачева H.A. и др. Явление усталости в эпитаксиальных пленках цирконата-титаната свинца // ФТТ. 1997. Т.39. № 4. С.694−696.
- Bezanova A.I., Silverstrov V.I., Zeinalova T.A. and Volk T.R. Domain Dinamics of crystals in low-frequency electric fields // Ferroelectrics. 1990. V.lll. P. l-7.
- Крайник H.H., Попов С. А., Флерова С. А. Электролюминесцентное исследование процессов изменения поляризации в кристаллах магнониобата свинца в импульсном электрическом поле //
- Шур В.Я., Ломакин Г. Г., Куминов В. П. и др. Кинетика фрактальных кластеров при фазовых превращениях в релаксорной PLZT-керамике // ФТТ. 1999. Т.41. № 3. С.505−509.
- Camliblel I., J. Appl. Phys. Spontaneous Polarization Measurements in Several Ferroelectric Oxides Using a Pulsed-Field Method // 1969, V. 40, P. 16 901 693.
- Рудяк B.M., Богомолов A.A., Иванов B.B. Практикум по физике сегнетоэлектриков. Калинин, 1984. 80 с.
- Желудев И.С. Основы сегнетоэлектричества. -М.: Атомиздат, 1971.
- Новик В.К., Падо Г. С., Карякина Н. Ф. и др. Пироэлектрический эффект в пьезоэлектрических кристаллах (методы измерений и результаты исследований) // М. Госстандарт СССР. ВНИИФТРИ. Сер. «Государственная служба стандартных данных». 1976. С. 36.
- Физика твердого тела: Спецпрактикум. М., 1983.
- Богомолов А.А., Иванов В. В. Практикум по физике пьезоэлектриков и сегнетоэлектриков. -Калинин, 1987. 85 с.
- Мезон У. Пьезоэлектрические кристаллы и их применения в ультраакустике. -М., 1952.
- Яффе Б., Кук У., Яффе Г. Пьезоэлектрическая керамика. М., 1974.
- Рудяк В.М. Физика пьезоэлектриков. Калинин, 1986.
- Гориш А.В., Дудкевич В. П., Куприянов М. Ф. и др. Пьезоэлектрическое приборостроение. Т.1., Физика сегнетоэлектрической керамики, М., 1999
- Переломова Н.В., Тагиева М. М. Задачник по кристаллафизике. М.: Наука. 1982. С. 288.
- Дабижа Т.А. Нелинейные пироэлектрические явления в кристаллах группы триглицинсульфата. Канд. Дис. Калинин: КГУ, 1987.
- Солнышкин А.В. Пироэлектрические свойства кристаллов дейтерированного триглицинсульфата в условиях температурного градиента. Канд. Дис. Тверь: ТвГУ, 1998.88.1vleva L.I., Bogodaev N.V., Polozkov N.M., Osiko V.V. // Optical Materials, V. 4, P. 168.
- Giles N.C., Wolford J.L., Edwards G.J., Uhrin R. Optical and magnetic resonance study of impurity ions in undoped and cerium-doped Sr0.6iBa0.39Nb2O6// J.Appl.Phys. 1995. V. 77. № 3. P. 976−980.
- Niemann R., Buse K., Pankrath R., Neumann M. // Solid State Comm. 1996. V. 98, P. 209.
- Jin B.M. Ruyan Guo, Bhalla A.S. Piezoelectric Properties and Equivalent Circuits of Ferroelectric Relaxor Single Crystals // Ferroelectrics, 1997, V. 195, P. 73−76.
- M. Houe, P. D. Townsend, J. Phys. D: Appl. Phys. 28, 1747, (1995).
- Гладкий B.B., Кириков B.A., Нехлюдов C.B., Волк Т.Р, Ивлева Л. И. Аномалии поляризации сегнетоэлектрического релаксора // Письма ЖЭТФ. 2000. Т.71. Вып. 1. С.38−41.
- Бездетный Н.М., Зейналлы А. Х., Хуторский В. Е. «Исследование распределения поляризации в сегнетоэлектриках методом динамического пироэффекта». // Изв. АН СССР. Сер. Физ. 1984. Т.48. № 1. С.200−203.
- Зейналлы А.Х., Хуторский В. Е. «Распределение поляризации типавстречного домена в тонких кристаллах ниобата бария-стронция». // ФТТ. 1985. Т.27. № 9. С.2849−2851.
- Агеев Г. У., Бежанова А. И., Зейналлы А. Х., Сильвестров В. Г. Униполярность и фотодоменный эффект в кристаллах с размытым фазовым переходом // Изв. ВУЗов. Сер. Физ., 1987.
- Cline T.W., Cross L.E. J. Appl. Phys. Dielectric behavior of strontium barium niobate (Sro.sBaasNbiOo)111978' v- 49' R 4298−4300.
- Прокерт Ф, Балагуров A.M., Савенко Б. Н., Сангаа Д. Нейтронографическое исследование влияния электрического поля на кристаллы SrxBaixNb206 // Сооб. ОИЯИ, Дубна, 1990.
- Гладкий В.В., Кириков В. А., Нехлюдов C.B., Иванова Е. С. Релаксация поляризации в сегнетоэлектрическом кристалле с различными состояния доменной структуры и поверхности // ФТТ. 1997. Т.39. № 11. С.2046−2052.
- Каллаев С.Н., Глушков В. Ф. Медленная стадия эволюции несоразмерной сверхстуктуры сегнетоэлектрика.// ФТТ. 1998. Т.40. № 11. С. 2101−2102.
- Гладкий В.В., Кириков В. А., Иванова Е. С. Медленная релаксация полидоменного сегнетоэлектрика в слабых электрических полях. // ФТТ. 1997. Т.39. № 2. С.353−357.
- Гладкий ВВ., Кириков В. А., Иванова Е. С., Нехлюдов C.B. О двух видах релаксации поляризации полидоменных сегнетоэлектриков в электрическом поле. // ФТТ. 1999. Т.41. № 3. С.499−504