Практикум по спецкурсу "Физика сегнетоэлектриков". Часть 1. Сидоркин С.Д - 43 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

43
может быть пироэлектриком , хотя его симметрия была полярной .
2. Спонтанная поляризация пироэлектриков
Векторная сумма всех j-ых электронных и атомных дипольных
моментов элементарной ячейки кристалла составляет ее электрический
момент :
∑ Ρ=Ρ
n
j
sjs
,
r
r
или спонтанную поляризацию элементарной ячейки.
Спонтанная поляризация элементарной ячейки является
микроскопическим параметром структуры кристалла и не может быть
непосредственно измерена. Для получения связи спонтанной поляризации
с макроскопическими параметрами, измеряемыми в обычном физическом
эксперименте, введем величину , равную векторной сумме спонтанных
поляризации элементарных ячеек , находящихся в единице объема
кристалла: ∑
Ν
Ρ=Ρ
i
sis
,
r
r
где N – число элементарных ячеек в единице объема кристалла.
Для большинства полярных кристаллов спонтанная поляризация
имеет то же направление, что и спонтанная поляризация элементарных
ячеек . Однако для сегнетоэлектриков это может не иметь места.
Рассмотрим образец полярного кристалла , имеющего форму
скошенного круглого цилиндра ,
длиной
l
и площадью торцовых
гранец S. Пусть вектор
s
Ρ
r
направлен
параллельно образующей цилиндра.
Так как "электрические центры
тяжести" положительных и
отрицательных зарядов кристалла не совпадают, то систему диполей можно
заменить эффективными зарядами с противоположных знаков ,
расположенных на торцовых гранях образца . Нормальную к торцовой грани
составляющую спонтанной поляризации можно записать как :
,cosα
s
s
Ρ=Ρ
+
где а - угол между P
s
и нормалью к торцовой грани. Поскольку P
s
по определению есть дипольный момент в единице объема, т.е.
V
e
s
l
=Ρ , где
–
P
s
α 
                                     43

может быть пироэлектриком, х отя          его симметрия была полярной.

               2. Сп о нт анная п о ляри з аци я п и ро эле кт ри ко в
     В екторная су мма в сех j-ых электронных и атомных д ипольных
моментов элементарной ячейки кристалла состав ляет ее электрический
момент:
                                   r    nr
                                   Ρs = ∑ Ρsj ,
                                           j
    или спонтанну ю поляризацию элементарной ячейки.
     Спонтанная        поляризация     элементарной     ячейки яв ляется
микроскопическим параметром стру к ту ры кристалла и не может быть
непосред ств енно измерена. Д ля полу чения св язи спонтанной поляризации
с макроскопическими параметрами, измеряемыми в обычном физическом
эксперименте, в в ед ем в еличину , рав ну ю в екторной су мме спонтанных
поляризации элементарных ячеек, нах од ящ их ся в ед инице объ ема
                                r    Νr
кристалла:                      Ρs = ∑ Ρsi ,
                                      i
    гд еN – число элементарных ячеек в ед иницеобъ ема кристалла.
      Д ля большинств а полярных кристаллов спонтанная поляризация
имеет то же направ ление, что и спонтанная поляризация элементарных
ячеек. О д нако д ля сегнетоэлектриков это может неиметьместа.
      Рассмотрим образец полярного кристалла, имею щ его форму
                                        скошенного кру глого цилинд ра,
                                        д линой l и площ ад ью торцов ых
                                                                 r

   +     Ps
              α
                            –             гранец S. Пу стьв ектор Ρs направ лен
                                      параллельно образу ю щ ей цилинд ра.
                                      Т ак как "электрические центры
                                      тяжести"        положительных        и
отрицательных заряд ов кристалла не сов пад аю т, то систему д иполей можно
заменить эффектив ными заряд ами с против оположных                  знаков ,
расположенных на торцов ых гранях образца. Н ормальну ю к торцов ой грани
состав ляю щ у ю спонтанной поляризации можно записатькак:
                                 Ρs+ = Ρs cosα ,
    гд е а - у гол межд у Ps и нормалью к торцов ой грани. Поскольку Ps
                                                                         el
по опред елению естьд ипольный момент в ед иницеобъ ема, т.е.     Ρs =      , гд е
                                                                         V

Страницы