Сегнетоэлектрики, их свойства и применение

Запоминающие устройства на сегнетоэлектриках сравнимы с запоминающими устройствами на ферритах; однако последние имеют преимущество, обусловленное тем, что техника ферритов развивалась уже в течение ряда лет. Следует отметить, что время переключения сегнетоэлектриков с точки зрения требований современной техники велико, если пользоваться матричной селекцией. Время переключения определяется амплитудой импульса, а амплитуда импульса в свою очередь -- коэрцитивным полем материала. В случае титаната бария этот предел составляет около 10 мксек.

В сдвигающих регистрах и счетчиках вычислительных машин матричная селекция не употребляется, поэтому здесь можно использовать импульсы напряжения большей амплитуды. Это обстоятельство уменьшает указанный выше предел времени срабатывания. При малой емкости выходного конденсатора напряжение с выхода одной ячейки может быть непосредственно приложено к другой ячейке. Подобные регистры были построены с применением монокристаллов титаната бария и транзисторных управляющих цепей. Были также созданы регистры и накопители на керамиках. Одно из устройств, допускающих неразрушающее считывание информации с ячейки памяти, описано Кауфманом. Принцип его работы заключается в том, что при переполяризации ячейки в результате изменения знака спонтанной поляризации фаза выходного сигнала изменяется так, что последний находится или в фазе, или в противофазе с опорным переменным пьезоэлектрическим сигналом, вырабатываемым при ультразвуковой вибрации ячейки.

Сегнетоэлектрическая резонансная пара может служить основой бистабильных элементов вычислительных машин. Если частота срабатывания магнитных феррорезонансных пар составляет примерно 20 кГц, то с сегнетоэлектриками можно получить большее быстродействие. В одном из типов таких устройств применяются два контура последовательного резонанса, подключенных параллельно источнику переменного напряжения. В каждой такой цепи последовательно соединены нелинейный сегнетоэлектрический конденсатор и линейная индуктивность. Условие резонанса нелинейной цепи зависит от амплитуды. Если амплитуда напряжения мала, то в обоих плечах может иметь место линейный резонанс, но имеется такой интервал амплитуд, для которого осуществляется нелинейный резонанс, при котором заряд, протекающий в одном плече, много больше, чем в другом. Больший ток может протекать в любом из плеч. Переключение с одного состояния нелинейного резонанса на другое осуществляется при помощи индуктивной связи.

7. Тезисы доклада по реферату: « Сегнетоэлектрики - свойства и применение»

1. Диэлектрические свойства сегнетоэлектриков характеризуются нелинейными зависимостями между D и Е, гистерезисом, зависимостью от напряженности поля, что связано с наличием электрических доменов.

2. Электропроводность сегнетоэлектриков в определенном отношении также связана с доменной структурой. Как и у некоторых других диэлектриков, при включении постоянного поля в сегнетоэлектриках наблюдается спад тока, связанный в частности, с сегнетоэлектрической релаксационной поляризацией.

3. Барьеры у контактов, на границах зерен и электрических доменов определяют ряд физических явлений в сегнетоэлектриках.

4. Антисегнетоэлектрики, т. е. диэлектрики, имеющие домены, в которых результирующая спонтанная поляризация равна нулю, в слабых полях имеют линейную зависимость D как функцию Е, но в достаточно сильных полях могут переходить в сегнетоэлектрическое состояние. Антисегнетоэлектрики отличают от линейных диэлектриков и рядом других свойств.

5. Сегнетоэлектрики находят широкое практическое применение. Наиболее широко применяют сегнетоэлектрики в малогабаритных конденсаторах большой емкости; причем обычно используют в виде керамики твердые растворы, которые выбирают так, чтобы получался размытый фазовый переход для сглаживания температурных зависимостей.

Сегнетоэлектрики применяют также в качестве нелинейных элементов. На основе ВаТЮ₈ разработаны и серийно выпускаются вариконды, предназначенные для управляемых фильтров, частотных модуляторов, генераторов развертки, умножителей частоты и т. д. Имеются как объемные, так и пленочные варианты элементов. Развиваются применение сегнетоэлектриков в качестве запоминающих элементов и ячеек памяти в вычислительных устройствах.

Список использованной литературы

1. Дж. Барфут, Введение в физику сегнетоэлектрических явлений, изд-во «Мир»,352 стр., 1970.

2. Ф. Иона Д. Ширане, Сегнетоэлектрические кристаллы, изд-во «Мир»,556 стр., 1965.

3. В.А. Овчинников, Общая физика электричества и магнетизма, М., 248 стр., 1975.

4. А.С. Сонин Б.А. Струков, Введение в сегнетоэлектричество М., 438 стр.,1970.

5. В.М. Гуревич, Электропроводность сегнетоэлектриков М., 359 стр., 1969.