Активационный анализ температурной зависимости диэлектрической проницаемости сегнетоэлектриков

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Для сегнетоэлектриков цирконат-титанат свинца и титанат бария установлена экспоненциальная зависимость диэлектрической проницаемости от температуры при условии выполнения закона Кюри — Вейсса. Определены температуры равенства значений диэлектрических проницаемостей сегнетоэлектрика для активационных процессов, обусловленных взаимодействием доменных стенок с точечными дефектами, а также соответствующие им энергии активации.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. В. Кузенко

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Научно-исследовательский институт «Реактивэлектрон»

Автор, ответственный за переписку.
Email: danil.kuzenko.84@yandex.ru
Россия, Донецк

Список литературы

  1. Cмоленский Г.А., Боков В.А., Исупов В.А. и др. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. Л.: Наука, 1971. 476 с.
  2. Uchino K. Ferroelectric devices. Boca Raton: CRC Press Taylor & Francis Group, 2009. 347 p.
  3. Cидоркин А.С. Доменная структура в сегнетоэлектриках и родственных материалах. М.: Физматлит, 2000. 240 с.
  4. Tagantsev A.K., Cross L.E., Fousek J. Domains in ferroic crystals and thin films. NY: Springer-Verlag, 2010. 821 p.
  5. Gridnev S.A., Popov I.I. // Ferroelectrics. 2020. V. 561. No. 1. P. 127.
  6. Andryushin K.P., Andryushina I.N., Shilkina L.A., Reznichenko L.A. // J. Phys. Conf. Ser. 2021. V. 2057. Art. No. 012060.
  7. Аль Джаафари Ф.Д., Коротков Л.Н., Толстых Н.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 9. С. 1262; Al Jaafari F.M.D., Korotkov L.N., Tolstykh N.A. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 9. P. 1302.
  8. Стукова Е.В., Королева Е.Ю., Барышников С.В., Сахненко А.В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 9. С. 1272; Stukova E.V., Koroleva E.Yu., Baryshnikov S.V., Sakhnenko A.V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2020. V. 84. No. 9. P. 1082.
  9. Мараховский М.А., Панич А.А., Таланов М.В., Мараховский В.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 11. С. 1667; Marakhovskiy M.A., Panich A.A., Talanov M.V., Marakhovskiy V.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2020. V. 84. No. 11. P. 1419.
  10. Скрылев А.В., Бурханов А.И., Акбаева Г.М., Панич А.Е. // Изв. РАН. Сер. физ. 2018. Т. 82. № 3. С. 372; Skrylev A.V., Burkhanov A.I., Akbaeva G.M., Panich A.E. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2018. V. 82. No. 3. P. 325.
  11. Ishibashi Y., Iwata M. // J. Phys. Soc. Japan. 2020. V. 89. Art. No. 014705.
  12. Samanta A., Yadav S., Gu Z. et al. // Adv. Mater. 2022. V. 34. Art. No. 2106021.
  13. Lee D., Xu H., Dierolf V. et al. // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. Art. No. 014104.
  14. Cheng B.L., Gabbay M., Maglione M., Fantozzi G. // J. Electroceram. 2003. V. 10. P. 5.
  15. Kim W.-H., Yoon S.M., Son J.Y. // Mater. Lett. 2014. V. 124. P. 47.
  16. Li X.Y., Yang Q., Cao J.X. et al. // J. Phys. Chem. C. 2018. V. 122. No. 5. P. 3091.
  17. Lee S.J., Moon S.E., Kim W.J., Kim E.K. // Integr. Ferroelectr. 2001. V. 37. P. 225.
  18. Kuzenko D.V. // J. Adv. Dielectrics. 2022. V. 12. No 3. Art. No. 2250010.
  19. Кузенко Д.В. // Вестник ДонНУ. Сер. А. Естеств. науки. 2022. № 4. C. 15.
  20. Emelyanov A.Yu., Pertsev N.A., Hoffmann-Eifert S. et al. // J. Electroceram. 2002. V. 9. P. 5.
  21. Jonker G.H. // Mat. Res. Bull. 1983. V. 18. P. 301.
  22. Viehland D., Jang S.J., Cross L.E., Wuttig M. // Phys. Rev. B. 1992. V. 46. No. 13. P. 8003.
  23. Wang B., Woo C.H. // J. Appl. Phys. 2006. V. 100. No. 4. Art. No. 044114.
  24. Яффе Б., Кук У., Яффе Г. Пьезоэлектрическая керамика. М.: Мир, 1974. С. 71.
  25. Лайнс М., Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы. М.: Мир, 1981. С. 281, С. 296.
  26. Приседский В.В. Нестехиометрические сегнетоэлектрики АIIBIVO3. Донецк: Изд-во «Ноулидж», 2011. С. 184.
  27. Гумарова И.И., Мамин Р.Ф. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 4. С. 550; Gumarova I.I., Mamin R.F. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 4. P. 477.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Зависимости логарифма диэлектрической проницаемости от обратной температуры для сегнетоэлектрических образцов Pb(Zr,Ti)O3 (а) и BaTiO3 (б) ниже точки Кюри. 1 ‒ Pb(Zr0.51Ti0.49)O3, 2 ‒ Pb(Zr0.45Ti0.55)O3, 3 ‒ Pb(Zr0.60Ti0.40)O3, 4 ‒ BaTiO3 (керамика), 5 ‒ BaTiO3 (монокристалл, вдоль оси c).

Скачать (91KB)
3. Рис. 2. Зависимости коэффициента a уравнения (15) (в логарифмическом масштабе) от энергии активации U для образцов Pb(Zr,Ti)O3 (а) и BaTiO3 (б) в случае активационных процессов, происходящих ниже точки Кюри. 1 ‒ Pb(Zr0.51Ti0.49)O3, 2 ‒ Pb(Zr0.45Ti0.55)O3, 3 ‒ Pb(Zr0.60Ti0.40)O3, 4 ‒ BaTiO3 (керамика), 5 ‒ BaTiO3 (монокристалл, вдоль оси c).

Скачать (42KB)
4. Рис. 3. Температурные зависимости диэлектрической проницаемости для керамики BaTiO3, определенные из уравнения (15) с одним активационным процессом и энергией активации Ui. 1 ‒ U1 = 0.0068 эВ, 2 ‒ U2 = 0.1427 эВ, 3 ‒ U3 = 2.0734 эВ, где (а) ‒ коэффициент ai определен экспериментально; (б) ‒ коэффициент ai определен аппроксимацией экспериментальных значений.

Скачать (102KB)
5. Рис. 4. Температурные зависимости диэлектрической проницаемости для монокристалла BaTiO3 (вдоль оси c), определенные из уравнения (15) с одним активационным процессом и энергией активации Ui: 1 ‒ U1 = 0.0662 эВ, 2 ‒ U2 = 0.3432 эВ, 3 ‒ U3 = 4.8271 эВ, где (а) ‒ коэффициент ai определен экспериментально; (б) ‒ коэффициент ai определен аппроксимацией экспериментальных значений.

Скачать (97KB)

© Российская академия наук, 2024