Сегнетоэлектрики, их свойства и применение

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

1. Механизм переполяризации

2. Фазовые переходы

2.1 Фазовые переходы в сегнетовой соли

2.2 Фазовые переходы в титанате бария

3. Керамические текстуры

4. Антисегнетоэлектрики

5. Сосуществование спонтанной поляризации и намагниченности

6. Применение

Заключение

Список использованных источников

сегнетоэлектрик спонтанная поляризация намагниченность

Введение

Есть целый класс кристаллов, в которых в результате собственной асимметрии электрических зарядов, поляризация существует и в отсутствие внешнего электрического поля. Такая поляризация называется спонтанной. Спонтанная поляризация описывается полярным вектором, и следовательно, ее точечная симметрия есть ?m. Вектор, параллельный вектору спонтанной поляризации сегнетоэлектрика, называется его полярным вектором. В соответствии с принципом Неймана спонтанная поляризация может реализоваться только в кристаллах, принадлежащих к десяти полярным группам: 1, 2, 3, 4, 6, m, mm2, Зmm, 4mm, 6mm. Во многих пироэлектрических кристаллах, таких как турмалин или сульфат лития, направление спонтанной поляризации нельзя изменить никакими внешними воздействиями.

Однако есть целый класс кристаллов, направление поляризации которых можно изменить внешним электрическим полем. Такие кристаллы в отечественной литературе принято называть сегнетоэлектриками, а само физическое явление -- сегнетоэлектричеством. Это термин ввел в отечественный физический лексикон выдающейся физик И. В. Курчатов, который на заре своей научной деятельности занимался изучением этого класса кристаллов.

Курчатов назвал этот класс кристаллов по имени первого его представителя -- сегнетовой соли, двойного тартрата калия и натрия - , моноклинные кристаллы которого принадлежат к классу 2. Сегнетову соль впервые получил в 1672 г. аптекарь из французского города Ла Рошели Пьер де ла Сегнет, который использовал ее как эффективное слабительное.

В 1920 г. американский физик Д. Валашек показал, что зависимость поляризации сегнетовой соли от напряженности внешнего электрического поля, приложенного вдоль [100] имеет вид петли гистерезиса, аналогичной найденной у ферромагнитных материалов. Поэтому в западной литературе это явление называют ферроэлектричеством.

Сегнетоэлектрики являются разновидностью твердых диэлектриков.

1. Механизм переполяризации

Механизм изменения знака спонтанной поляризации (переполяризация) физически довольно прост. В отсутствии внешнего электрического поля сегнетоэлектрики, как правило, имеют доменную структуру, то есть разбиваются на микроскопические области, обладающие спонтанной поляризацией. Образование доменов в кристаллах сегнетоэлектриков связано с тем, что в том случае, когда все соседние элементарные ячейки кристалла поляризованы в одном и том же направлении, вокруг кристалла появляется внешнее электрическое поле. Наличие электрического поля повышает энергию системы и для снижения энергии кристалл самопроизвольно разбивается на домены. Кристалл сегнетовой соли представляет собой полидвойниковое образование -- он разбит на макроскопические области, называемые доменами.

Рисунок 1 - Микрофотография доменной структуры (а) и схема ориентации оптических индикатрис в соседних доменах (б) кристаллов сегнетовой соли

Они хорошо видны в поляризованном свете в виде темных и светлых полос (рисунок 1 а), потому что оптические индикатрисы в соседних доменах повернуты относительно друг друга на небольшой угол (рисунок 1 б). Совмещая плоскость поляризации света с главной осью индикатрис доменов одного знака, мы «гасим» домены другого знака и наоборот. Каждый домен имеет симметрию 2 и в нем спонтанная поляризация направлена вдоль этой полярной оси. Но в соседних доменах направления спонтанной поляризации антипараллельны. Поэтому в целом суммарная спонтанная поляризация кристалла сегнетовой соли равна нулю: поляризация доменов одного знака компенсируется поляризацией доменов другого знака.

При приложении к кристаллу слабого внешнего электрического поля, не способного переориентировать ни один домен, зависимость поляризации Р от напряженности поля Е будет линейной, как в обычных диэлектриках (участок ОА на рисунке 2).

Рисунок 2 - Петля диэлектрического гистерезиса

При увеличении напряженности поля домены, поляризации которых противоположны его направлению, начинают изменять свою полярность (переполяризовываться), суммарная поляризация возрастает (участок АВ). С ростом напряженности поля все новые и новые домены вовлекаются в процесс переполяризации, что приводит к росту суммарной поляризации кристалла до тех пор, пока все домены ни выстроятся по направлению поля (участок ВС). С уменьшением напряженности поля, в силу наличия трения между доменами, процесс переполяризации не проходит по первоначальной кривой, а идет с некоторым отставанием. Аналогично происходит переполяризация и в электрическом поле противоположного знака. Величина спонтанной поляризации определяется экстраполяцией ветви насыщения петли гистерезиса к нулевому значению напряженности электрического поля. Поле, необходимое для уменьшения величины до нуля называется коэрцитивным полем . [1,5]

Петлю гистерезиса легко воспроизвести на осциллографе. С этой целью два конденсатора и соединяются последовательно и питаются переменным током от одного и того же генератора (рисунок 3). Конденсатор заполнен обычным «линейным» диэлектриком с постоянной диэлектрической проницаемостью , а конденсатор -- сегнетоэлектриком. Ясно, что напряжение на конденсаторе пропорционально полю в сегнетоэлектрике. Поскольку конденсаторы соединены последовательно, они имеют одинаковые заряды, а следовательно, и одинаковые индукции: . А так как величина постоянна, то напряжение на конденсаторе будет пропорционально индукции . Если подать на горизонтально отклоняющие пластины осциллографа напряжение с конденсатора , а на вертикально отклоняющие -- с конденсатора , то на экране осциллографа будет воспроизведена зависимость , т.е. петля гистерезиса. [2]

Рисунок 3 - Схема Сойера и Тауэра для наблюдения петель диэлектрического гистерезиса

2. Фазовые переходы

2.1 Фазовые переходы в сегнетовой соли

Спонтанная поляризация в кристаллах сегнетовой соли существует только в интервале температур от --18 до +24 °С. Эта область называется сегнетоэлектрической фазой. Выше и ниже этих температур спонтанная поляризация исчезает. Низкотемпературная и высокотемпературная фазы называются параэлектрическими. В этих фазах кристалл сегнетовой соли принадлежит к классу 222. При температурах --18 и +24 °С, которые называются (по аналогии с ферромагнетизмом) температурами или точками Кюри , имеют место фазовые переходы 2-го рода с изменением симметрии и аномалиями основных физических параметров таких, как диэлектрическая проницаемость, электропроводимость, теплоемкость и т.п. Изменение типа кристаллической решетки при переходе через точку Кюри принято называть фазовым переходом. При достижении температуры Кюри сегнетоэлектрики переходят в параэлектрическое состояние. Величина спонтанной поляризации обычно сильно изменяется с температурой вблизи фазового перехода. Она исчезает в самой точке Кюри , либо скачком (фазовый переход 1-го рода, например в титанате бария), либо плавно уменьшаясь (фазовый переход 2-го рода, например в сегнетовой соли). [6,5]

На рисунке 4 приведена температурная зависимость спонтанной поляризации сегнетовой соли в сегнетоэлектрической фазе. Она имеет колоколообразный вид.

Рисунок 4 - Температурная зависимость спонтанной поляризации кристаллов сегнетовой соли

Максимальное значение 0,27 спонтанная поляризация имеет при температуре 3°С. Коэрцитивное поле Ек при этой температуре равно 200

Характер температурной зависимости спонтанной поляризации сегнетовой соли и других сегнетоэлектриков можно легко понять из простых термодинамических соображений, основанных на подробной теории, разработанной в 1945 г. отечественным физиком В. Л. Гинзбургом. Его рассмотрение базируется на теории фазовых переходов Л. Д. Ландау, в основе которой лежит понятие параметра порядка. Он должен быть равен нулю выше температуры перехода и его симметрия должна соответствовать симметрии низкотемпературной фазы.

При рассмотрении сегнетоэлектрического фазового перехода в качестве параметра порядка логично выбрать спонтанную поляризацию, которая определяет все особенности физических свойств сегнетоэлектрического кристалла.

Рассмотрим фазовый переход 2-го рода в кристаллах сегнетовой соли. В его окрестности спонтанная поляризация мала и поэтому термодинамический потенциал кристалла можно разложить по степеням параметра порядка:

(1)

где -- термодинамический потенциал параэлектрической фазы, и -- коэффициенты.

Исследуем изменение термодинамического потенциала вблизи верхней точки Кюри вследствие возникновения спонтанной поляризации. Оно должно отражать следующую ситуацию: существует точка перехода , по одну сторону от которой функция имеет минимум при , а по другую сторону -- при . В первом минимуме коэффициенты и . Во втором минимуме, а коэффициент . Тогда ясно, что в самой точке коэффициент . Поэтому в первом приближении можно считать, что коэффициент линейно зависит от температуры

(2)

Графически эта ситуация иллюстрируется рисунком 5. Выше точки Кюри, в параэлектрической фазе, термодинамический потенциал кристалла имеет один минимум при . В самой точке Кюри кристалл имеет тоже один минимум при , но более пологий, что говорит о неустойчивости состояния. Ниже точки Кюри, в сегнетоэлектрической фазе, кристалл имеет два минимума при , которые соответствуют состоянию кристалла с двумя противоположными направлениями поляризации.

Рисунок 5 - Схематическая зависимость термодинамического потенциала от поляризации при фазовых переходах 2-го рода

Условие термодинамического равновесия кристалла, как известно, определяется следующими соотношениями

(3)

Используя первое условие с учетом уравнения (3), получим

(4)

Это уравнение имеет два решения. Первое решение тривиальное: при , что соответствует параэлектрической фазе. Второе решение при описывает, с учетом уравнения (2), поведение спонтанной поляризации в сегнетоэлектрической фазе:

(5)

Выражение (5) хорошо описывает температурное поведение спонтанной поляризации сегнетовой соли, причем решение со знаком плюс, описывает поведение спонтанной поляризации в области нижней точки Кюри, а решение со знаком минус -- в области верхней точки Кюри. Уравнение (5) хорошо описывает температурную зависимость спонтанной поляризации и других сегнетоэлектрических кристаллов, испытывающих фазовые переходы 2-го рода.

Одной из главных особенностей сегнетоэлектрических кристаллов является аномальное поведение основных физических параметров в окрестностях фазовых переходов. Аномалии испытывают диэлектрическая проницаемость, коэффициент теплового расширения, коэффициенты упругости и т. п.

При переходе из параэлектрической фазы в сегнетоэлектрическую кристалл, в силу небольшой величины спонтанной деформации, стремиться сохранить свою сплошность. Поэтому в сегнетоэлектрической фазе домены, имеющие симметрию 2, должны упаковываться таким образом, чтобы сохранить симметрию параэлектрических фаз. Изобразим (рисунок 6 а) кристалл сегнетовой соли в параэлектрической фазе в виде параллелепипеда (группа 222). При возникновении спонтанной поляризации, симметрия которой ?m, вдоль кристаллографической оси , в соответствие с принципом Кюри, симметрия кристалла понизится до моноклинной (группа 2). Понижение симметрии произойдет в результате сдвиговой спонтанной деформации. Эта деформация очень мала, порядка . Деформированный параллелепипед будет представлять симметрию и форму домена. Такие домены должны упаковываться в полидоменном образце так, чтобы его симметрия осталась ромбической (222).

Рисунок 6 - Схема, иллюстрирующая спонтанную деформацию (а) и упаковку доменов (б) кристаллов сегнетовой соли

Один из вариантов такой упаковки показан на рисунке 6 б. Здесь четыре домена: два домена одной полярности и два -- противоположной, упакованы через один так, что полученная фигура имеет симметрию 222. Конечно, это только симметрийная модель, показывающая принцип упаковки доменов. Реальная доменная структура лишь похожа на эту модель. Но такие модели, как показал в 1956 г. И. С. Желудев, позволяют выяснить особенности доменной структуры рассматриваемого кристалла и других сегнетоэлектриков (см. ниже).

2.2 Фазовые переходы в титанате бария

Сегнетова соль -- не единственный сегнетоэлектрик. Сейчас их открыто более ста. Наиболее известным из них является титанат бария Его сегнетоэлектрические свойства были открыты в 1945 г. советскими физиками Б.М. Вулом и И.М. Гельман.

Рисунок 7 - Направления спонтанной поляризации в разных сегнетоэлектрических фазах кристалла титаната бария

Рисунок 8 - Изменение симметрии кристаллов титаната бария при возникновении спонтанной поляризации в разных сегнетоэлектрических фазах

В параэлектрической фазе при температуре выше 120°С этот кристалл является кубическим, класс mЗm. Ниже 120°С существуют три последовательные сегнетоэлектрические фазы, отличающиеся направлением спонтанной поляризации. В интервале 120-0°С -- спонтанная поляризация направлена по [001], в интервале от 0 до -- 70°С -- по [100], а ниже -- 70°С -- по [111] (рисунок 7). С помощью принципа Кюри легко установить симметрию этих сегнетоэлектрических фаз (точнее, симметрию доменов).

Наложим вектор , симметрия которого ?m, на группу mЗm по оси 4 (рисунок 8).

В соответствии с принципом Кюри, в результате спонтанной деформации, симметрия кристалла титаната бария понизится до группы 4mm.Если спонтанная поляризация возникает вдоль оси 2 исходной кубической группы, то симметрия кристалла понизится до группы mm2. И, наконец, если вектор будет направлен по оси -3, то симметрия этой фазы будет Зm.

Именно такое изменение симметрии и в таком порядке наблюдается при фазовых переходах в сегнетоэлектрике титанате бария. Заметим, что при втором и третьем фазовых переходах кристалл как бы возвращается в свою параэлектрическую кубическую фазу и уже в ней спонтанная поляризация изменяет свое направление.

Температурная зависимость спонтанной поляризации кристалла титаната бария в тетрагональной фазе приведена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Температурная зависимость спонтанной поляризации кристаллов титаната бария

При комнатной температуре максимальное значение , что на два порядка больше, чем в кристаллах сегнетовой соли. Коэрцитивное поле . Другое отличие состоит в характере возникновения спонтанной поляризации. Если в кристаллах сегнетовой соли спонтанная поляризация плавно изменяется с температурой (фазовый переход 2-го рода), то в кристаллах титаната бария спонтанная поляризация возникает скачком. Это указывает на то, что при 120°С имеет место фазовый переход 1-го рода. В этом случае для описания температурной зависимости спонтанной поляризации необходимо учитывать следующий член разложения:

(6)

В этом уравнении и , а .

Как и выше, используем первое условие равновесия кристалла, подставив в него уравнение (6). Получим

(7)

Отсюда зависимость параметра порядка от температуры легко находится из следующего выражения:

Область существования спонтанной поляризации, описываемая полученным выражением, сверху ограничена температурой, которая определяется из условия равенства нулю подкоренного выражения. При этой температуре выражение

и, таким образом,

Поясним эту ситуацию более подробно (рисунок 10).

Рисунок 10 - Схематическая зависимость термодинамического потенциала от поляризации при фазовых переходах 1-го рода

При температуре в параэлектрической фазе зависимость термодинамического потенциала от поляризации имеет один минимум при. При температуре T = на этой зависимости появляются точки перегиба и при дальнейшем понижении температуры появляются минимумы. Температура , при которой минимумы при и имеют одинаковую глубину, условно можно считать температурой фазового перехода 1-го рода, но она в эксперименте обычно не фиксируется. Однако кристалл может оставаться в параэлектрической фазе до тех пор, пока не исчезнет минимум при . Это произойдет при температуре и кристалл скачком перейдет сегнетоэлектрическую фазу, где .

Таким образом, температура соответствует границе существования сегнетоэлектрической фазы при охлаждении кристалла. Если же кристалл нагревается, то сегнетоэлектрическая фаза может существовать до температуры . При этой температуре.

Разность температур определяет температурный гистерезис фазового перехода 1-го рода. Для кристаллов титаната бария термический гистерезис составляет около двух градусов. Он не показан на рисунке 10, но в целом температурная зависимость спонтанной поляризации хорошо согласуется с рассмотренной термодинамической теорией.

Доменная структура кристаллов титаната бария существенно отличается от доменной структуры сегнетовой соли (рисунок 11 а).

Рисунок 11 - Микрофотография доменной структуры (а) и схема упаковки доменов (б) кристаллов титаната бария

Дело в том, что, если в кристаллах сегнетовой соли спонтанная поляризация возникала по двум эквивалентным направлениям [100] и [-100], то в кристаллах титаната бария спонтанная поляризация может возникать по шести эквивалентным направлениям исходной кубической фазы вдоль осей четвертого порядка. Это приводит к двум типам доменов. В первом случае домены возникают вдоль положительного и отрицательного кубического направления. Такие домены называются с-доменами или 180°-доменами. Спонтанная поляризация в этих доменам расположена антипараллельно. В доменах другого типа направления поляризации перпендикулярны. Такие домены называются а-доменами или 90°-доменами, так как направления спонтанной поляризации в них перпендикулярны.

3. Керамические текстуры

Сегнетоэлектрическими свойствами обладают и текстуры. Это, прежде всего, керамические материалы. Типичным примером здесь служит керамический титанат бария. Кстати сказать, именно на керамических образцах впервые и было открыто сегнетоэлектричество в этом соединении.

Керамика представляет собой текстуру, в которой отдельные монокристаллики титаната бария хаотично распределены в пространстве. Такую текстуру можно описать непрерывной точечной группой ?/?m. Поскольку каждый отдельный монокристаллик является полидоменным, то при приложении электрического поля, напряженность которого выше коэрцитивного, домены (преимущественно 180°-ные) начинают ориентироваться по полю, и керамический образец ведет себя как обычный сегнетоэлектрик. Но поскольку в процессе переполяризации участвует лишь небольшое число доменов, спонтанные поляризации которых первоначально случайно располагались по направлению поля, то результирующая петля гистерезиса является пологой с небольшой спонтанной поляризацией (примерно ).

Монодоменные сегнетоэлектрики в соответствии с принципом Неймана, являются и пироэлектриками. В идеально полидоменном сегнетоэлектрике пироэлектрический эффект не может наблюдаться, несмотря на наличие в нем спонтанной поляризации, так как спонтанные поляризации отдельных доменов взаимно компенсируются. Однако если эта компенсация не полная (образец униполярный), то пироэлектрический эффект будет иметь место, причем пироэлектрический заряд будет тем больше, чем большее число доменов не скомпенсировано, т. е. чем больше полярность образца. Максимальным пироэлектрическим эффектом будет обладать монодоменный образец.

Эта ситуация иллюстрируется рисунком 12, на котором приведена температурная зависимость пироэлектрического коэффициента униполярного и монодоменного образцов сегнетовой соли.

Из этого рисунка видно, что знак пироэлектрического коэффициента определяется знаком производной спонтанной поляризации по температуре. Поскольку , то в области верхней точки Кюри и величина - положительная. В области нижней точки Кюри и поэтому -- отрицательная. В самой верхней точке Кюри P/d > 0 и имеет минимум. В нижней точке Кюри и имеет максимум.

Естественно, что керамические текстуры не могут, в силу неполярной симметрии, обладать пироэлектрическим эффектом. Однако они становятся пироэлектриками, если их поляризовать сильным полем. В результате их симметрия понижается от точечной группы ?/?m до группы ?m. При этом достигаются весьма высокие значения пироэлектрических коэффициентов.

Рисунок 12 - Температурная зависимость пироэлектрического коэффициента монодоменного (1) и полидоменного (2) кристалла сегнетовой соли

Кроме керамических, пироэлектрические текстуры получают и из кристаллов сегнетоэлектрика триглицинсульфата . Монокристаллы этого сегнетоэлектрика размалывают, затем расплавляют, из них отливают тонкие пленки, которые поляризуют в полях 30-100 . Полученные текстуры имеют .

Здесь необходимо подчеркнуть, что пироэлектрический эффект в текстурах имеет ярко выраженный морфический характер -- чем больше поляризующее поле, тем больше пироэлектрический эффект.

4 .Антисегнетоэлектрики

Наряду с сегнетоэлектриками существует близкий к ним класс антисегнетоэлектрических кристаллов. В антисегнетоэлектриках тоже есть спонтанная поляризация, но в пределах элемента объема она скомпенсирована. В сильных электрических полях может наблюдаться переполяризация одной из антипараллельных составляющих спонтанной поляризации по направлению внешнего электрического поля, в результате чего антисегнетоэлектрик перейдет в сегнетоэлектрик. При этом зависимость поляризации от напряженности внешнего электрического поля будет описываться двойной петлей гистерезиса (рисунок 13). В слабом поле, недостаточном для обращения поляризации, зависимость ее от поля будет линейной, но при достижении некоторого критического поля произойдет переполяризация составляющей спонтанной поляризации, первоначально направленной против поля, а далее, при увеличении напряженности поля, переполяризация будет происходить как в обычных сегнетоэлектриках. При изменении знака поля все произойдет аналогичным образом.

Как и в сегнетоэлектриках, в антисегнетоэлектрических кристаллах спонтанная поляризация возникает в параэлектрической фазе в результате фазового перехода.

Рисунок 13 - Двойная петля гистерезиса антисегнетоэлектрического кристалла

Антисегнетоэлектрическая конфигурация спонтанной поляризации может быть описана двухконечной стрелкой, имеющей симметрию ?/mm. Тогда в соответствии с принципом Кюри симметрия антисегнетоэлектрической фазы может быть найдена как общая высшая группа симметрии параэлектрической фазы и группы антиполяризации ?/mm при заданном расположении элементов симметрии обеих групп.

Кристалл дигидрофосфата аммония при температуре -- 126°С становится антисегнетоэлектриком. Выше этой температуры кристалл принадлежит к классу -42m. В антисегнетоэлектрической фазе спонтанная антиполяризация возникает по направлению [100] (рисунок 14). Тогда точечная симметрия антисегнетоэлектрической фазы может быть найдена в соответствии с принципом Кюри как общая высшая подгруппа группы -42m и группы ?/mm. Это -- группа 222, как и установлено структурными исследованиями.

Рисунок 14 - Изменение симметрии кристалла дигидрофосфата аммония при возникновении антиполяризации

5. Сосуществование спонтанной поляризации и спонтанной намагниченности

В кубических (класс -43m) кристаллах минерала борацита спонтанная намагниченность возникает ниже -- 153°С по направлению [110], а ниже --209°С по направлению [001] возникает спонтанная поляризация.

Таким образом, в низкотемпературной фазе спонтанная поляризация перпендикулярна спонтанной намагниченности (рисунок 15).

Рисунок 15 - Схема, показывающая направления спонтанной поляризации и спонтанной намагниченности в кристаллах борацита

Из принципа Кюри легко найти симметрию этой низкотемпературной фазы как общую высшую подгруппу групп симметрии -43m, ?m и ?/m при заданной ориентации элементов симметрии этих групп. В итоге получится группа m. Таким образом, сосуществование спонтанных намагниченности и поляризации в кристаллах борацита при их взаимно перпендикулярном расположении может реализоваться только в моноклинной группе m.

Одновременное существование спонтанной поляризации и спонтанной намагниченности приводит к новым интересным эффектам. Оказалось, что изменяя внешним электрическим полем направление спонтанной поляризации можно изменять и направление спонтанной намагниченности и наоборот. Если изменить направление от [001] к [00-1], то повернется на 90° от направления [110] к [-1-10] и обратно, если первоначальное направление было [110] и кристалл перемагнитить, приложив магнитное поле по [-1-10], то спонтанная поляризация изменит свое направление от [001] к [00-1]. Этот эффект называют линейным магнитоэлектрическим эффектом. Графически зависимость от напряженности магнитного поля Н описывается квадратичной петлей гистерезиса, как это показано на рисунке 16.

Рисунок 16 - Петля гистерезиса, описывающая магнитоэлектрический эффект в кристаллах борацита

Такая форма связана с тем, что при напряженности магнитного поля 6 кЭ происходит перемагничивание, причем переход 3 > 4 связан с изменением направления от [110] к [-1-10], а переход 6 > 7 с обратным переходом.

Аналитическая эта зависимость в данном случае будет иметь следующий вид:

где -- магнитоэлектрическая восприимчивость. [1]

6. Применение

Сегнетоэлектрические материалы широко изучались в перспективе разнообразных применений. Достаточно привести лишь несколько примеров. Благодаря диэлектрическому гистерезису сегнетоэлектрики можно использовать для записи информации. Поляризация в одном направлении означает хранение в памяти единицы, а поляризация в другом направлении означает хранение нуля. Для этих целей наиболее подходят материалы с петлей гистерезиса, близкой к прямоугольной. Прямоугольная петля гистерезиса наблюдается в монокристаллических сегнетоэлектриках. Большая диэлектрическая проницаемость вблизи температуры Кюри (например, в ) представляет интерес с точки зрения применения в многослойных конденсаторах. Ниобат лития (), обладающий большими электрооптическими коэффициентами, - наилучший материал для интегральных оптических модуляторов и дефлекторов. Тонкие пленки из цирконата-титаната свинца и лантана (PLZT) активно изучаются с целью создания энергозависимых микроэлектронных ЗУ с применением кремниевой технологии. (Бистабильная поляризация - идеальная основа для двоичных ячеек памяти.) Кристалл широко применяется для удвоения оптической частоты лазера. Из триглицинсульфата (TGS) изготавливаются фотоприемники для инфракрасной области спектра. Сегнетоэлектрическая керамика и полимеры используются в качестве пьезоэлектрических преобразователей, гидрофонов и измерительных преобразователей давления. Успехи в этих и других технических приложениях будут определяться достижениями в области обработки материалов и выращивания кристаллов сегнетоэлектриков высокого качества. [4,5]

Заключение

Нет сомнений, что поиск новых сегнетоэлектрических материалов, обладающих оптимальными свойствами, будет продолжаться, причем наибольший интерес будут представлять многофункциональные устройства, сочетающие в себе одновременно несколько полезных функций. Уже сейчас созданы материалы (,), которые после введения примеси ионов неодима являются лазерной средой с самоудвоением частоты генерируемого излучения за счет высоких нелинейнооптических параметров кристалла.

Хотя можно констатировать, что проблемы, связанные с систематизацией и классификацией сегнетоэлектриков и сегнетоэлектрических фазовых переходов в однородных системах, на уровне феноменологического подхода близки к решению: новые материалы не как результат глубокого понимания микроскопической природы сегнетоэлектрического эффекта в конкретной кристаллической структуре, а скорее как удача отдельных наиболее настойчивых исследователей, применяющих различные эмпирические критерии. [3]

Список использованных источников

Сонин, А.С. Курс макроскопической кристаллофизики/ А.С. Сонин;

- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 256 с.

Сивухин, Д.В. Общий курс физики. Т. ???. Электричество/ Д.В.

Сивухин; - 4-е изд., стереот. - М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2002. - 656с.

Струков, Б.А. Сегнетоэлектричество в кристаллах и жидких

кристаллах: природа явления, фазовые переходы, нетрадиционные состояния вещества/ Б.А. Струков; - М.: Соросовский образовательный журнал, 1996, №4. - 81-89 c.

Струков, Б.А., Леванюк, А.П. Физические основы

сегнетоэлектрических явлений в кристаллах/ Б.А. Струков, А.П. Леванюк; - М.: 1995. - 240 с.

Размещено на Allbest.ru