ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
19
В иностранной литературе сегнетоэлектрики называют ферроэлектриками,
поскольку сегнетоэлектрики являются формальными аналогами ферромагнетиков.
Отечественное название – сегнетоэлектрики – произошло от сегнетовой соли,
двойной калий-натриевой соли винно-каменной кислоты (NaKC
4
H
4
O
6
). Сегнетова
соль была первым материалом, в котором обнаружена спонтанная поляризация; ее
свойства были исследованы И. В. Курчатовым и П. П. Кобеко в начале 30-х годов
двадцатого века. Монокристаллы сегнетовой соли нашли широкое применение
для изготовления различных приборов в годы Великой Отечественной войны; в
настоящее время сегнетова соль утратила свое техническое значение из-за низкой
влагостойкости и низких механических свойств. Фундаментальные и прикладные
работы по сегнетоэлектричеству интенсивно начали развиваться после открытия
Б. М. Вулом (1944 г.) сегнетоэлектрических свойств титаната бария BаTiO
3
.
Химические связи в BаTiO
3
ионно-
ковалентные. Титанат бария кристалли-
зуется в структуру типа перовскит. Эле-
ментарную ячейку решетки такого типа
можно представить следующим образом:
основу структуры составляют кислород-
ные октаэдры, в центре которых распо-
ложены ионы титана. В свою очередь,
ионы кислорода центрируют грани куба,
составленного из ионов бария (рис. 2.2.).
Рис. 2.2. Структура кристаллической
решетки титаната бария
Размеры элементарной ячейки больше удвоенной суммы ионных радиусов
ионов титана и кислорода, и ион титана имеет некоторую свободу перемещения
в кислородном октаэдре. Понижение температуры ведет к снижению кинетиче-
ской энергии иона титана и при некоторой температуре (ниже 120 °С) он лока-
лизуется вблизи одного из ионов кислорода. В результате, симметрия в распо-
ложении заряженных частиц нарушается, и элементарная ячейка приобретает
дипольный момент. В соседней элементарной ячейке ион титана смещается к
отрицательному полюсу образовавшегося диполя. Таким образом, соседние
элементарные ячейки становятся спонтанно поляризованными. Одновременно
со спонтанной поляризацией идет деформация кристаллической решетки и ку-
бическая решетка становится ромбоэдрической. Выше некоторой температуры
(температуры Кюри) сегнетоэлектрики переходят в параэлектрическое состоя-
ние, и кристаллическая решетка становится симметричной. Изменение типа
кристаллической решетки при переходе через точку Кюри называть фазовым
переходом второго рода.
Образование доменов в кристаллах сегнетоэлектриков связано с тем, что,
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. Поскольку ниже
температуры Кюри симметрия кристаллической решетки уменьшается, то чис-
ло направлений, вдоль которых выгодна спонтанная поляризация соседних
кристаллических решеток, сравнительно мало.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- …
- следующая ›
- последняя »
