Сборник лабораторных работ по курсу "Основы твердотельной электроники". Сергеев В.А - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

20
Такими направлениями будут направле-
ния типа <111>. Соответственно соседние
домены могут быть разориентированы на 180
или на 90 градусов (рис. 2.3.). Поскольку сум-
марные электрические моменты соседних до-
менов антипараллельны или перпендикуляр-
ны, то в целом кристалл сегнетоэлектрика не
обладает электрическим моментом.
Рис. 2.3. Доменная структура
сегнетоэлектрика
На границах доменов происходит постепенный поворот дипольных моментов
из одного направления в другое, аналогично повороту магнитного момента в фер-
ромагнетиках. В этом еще одно сходство сегнетоэлектриков с ферромагнетиками.
При помещении сегнетоэлектрика в элек-
трическое поле некоторые домены имеют мини-
мальную энергию, поскольку их дипольные мо-
менты совпадают с направлением поля. Для
снижения суммарной энергии материала эти до-
мены растут и суммарная поляризация сегнето-
электрика увеличивается (рис. 2.4.). После того
как благоприятно ориентированные домены за-
полнят весь кристалл, рост поляризации прекра-
тится. Известно, что диэлектрическая проницае-
мость является отношением вектора электриче-
ского смещения к вектору напряженности элек-
трического поля ε
=
D/E. Таким образом, в облас-
ти резкого роста поляризации диэлектрическая
проницаемость сегнетоэлектриков максимальна.
Рис. 2.4. Зависимость электриче-
ского смещения и диэлектриче-
ской проницаемости от напря-
женности электрического поля
Такая зависимость диэлектрической проницаемости сегнетоэлектриков от
напряженности электрического поля позволяет использовать такие материалы для
изготовления датчиков напряженности электрического поля и варикондов – нели-
нейных конденсаторов, емкость которых зависит от приложенного напряжения.
Сильное влияние на поведение диэлектриков в электрическом поле оказы-
вает и температура. При повышении температуры кинетическая энергия ионов
возрастает и взаимодействие между ионами кислорода и титана, образующими
дипольные моменты, ослабевает, поворот диполей облегчается и максимум
Рис.2.5. Зависимость диэлектрической
проницаемости от температуры
поляризации наблюдается при меньших зна-
чениях напряженности электрического поля.
Следовательно, диэлектрическая проницае-
мость сегнетоэлектриков растет. При равен-
стве энергии электростатического взаимодей-
ствия ионов кислорода и титана с кинетиче-
ской энергией колебаний ионов титана сегне-
тоэлектрик переходит в параэлектрическое
состояние; при этом диэлектрическая прони-
цаемость достигает максимума (рис. 2.5).

Страницы