Практикум по спецкурсу "Физика сегнетоэлектриков". Часть 1. Сидоркин С.Д - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

5
доменные стенки, энергия которых выше энергии однородно
поляризованного состояния , и, значит , их образование увеличивает
энергию кристалла. Процесс разбиения на домены будет продолжаться до
тех пор, пока увеличение энергии, необходимой для создания новой
доменной границы между двумя противоположно поляризованными
областями, не станет больше соответствующего уменьшения энергии
электрического поля .
Расчет равновесной плоскопараллельной (рис.1,в) доменной
структуры , исходя из баланса указанных выше двух видов энергии,
приводит к следующему выражению для ширины домена [I]:
kP
h
d
s
2
2
4,8
πδ
=
, где
ca
k
εε+
=
1
2
, (1)
здесь δ - поверхностная плотность энергии доменной стенки, ε
с
, ε
а
-
диэлектрические проницаемости монодоменного кристалла, измеренные
вдоль и перпендикулярно направлению спонтанной поляризации, h -
толщина кристалла. Для характерных параметров сегнетоэлектриков :
δ ~ I эрг / см
2
, Р
s
~-10
4
ед . СGSЕ , ε
а
~ 10, ε
с
~100 и для h ~ 0,1 см из (I)
находим d ~- 10
-4
см .
Как видно из (I), для плоскопараллельной доменной структуры d ~
h
1/2
. В случае, если доменная структура одноосного сегнетоэлектрика не
является плоскопараллельной (например, чечевицеобразная ), показатель
степени у h может измениться , хотя пропорциональность d толщине
кристалла, очевидно, останется .
Отметим , что даже если заряды на поверхности кристалла и не
оказывают своего воздействия на формирование доменной структуры
( например, сегнетоэлектрик закорочен), то и в этом случае следует
ожидать появления доменной структуры ввиду статистической
равновероятности поляризации кристалла по всем кристаллографически
эквивалентным направлениям.
2. Геометрия доменов
Вид доменной структуры , характер двойникования доменов
определяется симметрией высокотемпературной фазы и направлением
спонтанной поляризации.
В сегнетоэлектриках каждому домену соответствует определенное
направление вектора поляризации, поэтому число различных типов 
                                      5

д оменные стенки, энергия которых в ыше            энергии       од нород но
поляризов анного состояния, и, значит, их образов ание у в еличив ает
энергию кристалла. Процесс разбиения на д омены бу д ет прод олжаться д о
тех пор, пока у в еличение энергии, необх од имой д ля созд ания нов ой
д оменной границы межд у д в у мя против оположно поляризов анными
областями, не станет больше соотв етств у ю щ его у меньшения энергии
электрического поля.
      Расчет рав нов есной плоскопараллельной (рис.1,в ) д оменной
стру кту ры, исх од я из баланса у казанных в ыше д в у х в ид ов энергии,
прив од ит к след у ю щ ему в ыражению д ля ширины д омена [I]:
             δhπ 2                 k=
                                              2
         d=                   гд е
            8,4 Ps2 k ,                   1 + ε aε c
                                                       ,                  (1)

зд есь δ- пов ерх ностная плотность энергии д оменной стенки, εс, εа -
д иэлектрические проницаемости монод оменного кристалла, измеренные
в д оль и перпенд ик у лярно направ лению спонтанной поляризации, h -
толщ ина кристалла. Д ля х арактерных параметров сегнетоэлектриков :
δ ~ I эрг/см 2, Рs ~-104 ед . СGSЕ , εа ~ 10, εс ~100 и д ля h ~ 0,1 см из (I)
нах од им d ~- 10-4 см.
       К ак в ид но из (I), д ля плоскопараллельной д оменной стру кту ры d ~
  1/2
h . В слу чае, если д оменная стру к ту ра од ноосного сегнетоэлектрика не
яв ляется плоскопараллельной (например, чечев ицеобразная), показатель
степени у h может измениться, х отя пропорциональность d толщ ине
кристалла, очев ид но, останется.
       О тметим, что д аже если заряд ы на пов ерх ности кристалла и не
оказыв аю т св оего в озд ейств ия на формиров ание д оменной стру кту ры
(например, сегнетоэлектрик закорочен), то и в этом слу чае след у ет
ожид ать появ ления д оменной стру кту ры в в ид у статистической
рав нов ероятности поляризации кристалла по в сем кристаллографически
экв ив алентным направ лениям.

                         2. Ге о м е т ри я до м е но в
      В ид д оменной стру кту ры, х арактер д в ойников ания д оменов
опред еляется симметрией в ысокотемперату рной фазы и направ лением
спонтанной поляризации.
    В сегнетоэлектриках кажд ому д омену соотв етств у ет опред еленное
направ лениев ектора поляризации, поэтому число различных типов

Страницы