Руководство к лабораторным работам по курсам "Материаловедение и материалы электронных средств", "Материалы и элементы электронной техники", "Материалы электронной техники". Джуплин В.Н - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

17
В обычных твердых диэлектриках с невысокой диэлектрической
проницаемостью
0
ε
α
≈
N
, и так как
)3/(1
0
ε
β
≈
, то N
αβ≈
1/3 и взаимодействие
диполей не оказывает существенного влияния на диэлектрические свойства,
лишь слегка повышая χ и
ε
=1+
χ
. Однако в веществах с повышенной
поляризуемостью, кристаллическая структура которых хотя бы в одном
направлении обеспечивает большой фактор Лорентца β, может оказаться, что
N
αβ
=1. При этом восприимчивость χ обращается в бесконечность и при любом
сколь угодно слабом поле без внешнего воздействия возникает поляризация.
Это и есть спонтанная поляризация.
Явление обращения в нуль компоненты 1−
N
αβ
в выражении для
восприимчивости, когда сама величина χ стремится к бесконечности, называют
поляризационной катастрофой (неустойчивостью) или катастрофой Мосотти
(он предсказал это явление). В большинстве сегнетоэлектриков спонтанная
поляризация и возникает вследствие поляризационной катастрофы: при
температуре выше Тк значение
N
αβ
<1, а в точке Кюри достигает единицы
вследствие увеличения поляризуемости α или плотности структурных единиц N
при охлаждении. В зависимости от вида поляризации, приводящего к
поляризационной катастрофе, сегнетоэлектрики подразделяют на ионные и
дипольные.
К ионным сегнетоэлектрикам относятся многие соединения со
структурой типа перовскита (минерал CaTiO
3
): титанат бария BaTiO
3
(Тк=120
0
С), титанат свинца PbTiO
3
(Тк=490
0
С), ниобат калия KNbO
3
(Тк=435
0
С), иодат калия KIO
3
(Тк=210
0
С) и др. Элементарная ячейка BaTiO
3
показана на рис. 2.1. Если ион Ti
4+
находится в центре элементарной ячейки, то
центры тяжести положительных и отрицательных зарядов ячейки совпадают и
ее дипольный момент равен нулю (рис. 2.4, а). Смещение иона Ti
4+
из центра
кислородного октаэдра (рис. 2.4, б) приводит к возникновению у ячейки
дипольного момента Р, направленного в сторону смещения.
-
-
-
-
+
Ti
4+
-
-
-
-
+
Ti
4+
p
Ba
2+
O
2-
а) б)
Рис. 2.4. Разрез элементарной ячейки BaTiO
3
в неполяризованном (а) и поляризованном
(б) состояниях (ионы Ва лежат не в плоскости рисунка).

Страницы