Практикум по спецкурсу "Физика сегнетоэлектриков". Часть 1. Сидоркин С.Д - 61 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

61
температур, и этот сдвиг пропорционален концентрации
электронов N. В высокоомных сегнетоэлектриках - полупроводниках под
N следует понимать концентрацию электронов (дырок ) в ловушках . При
заполнении всех ловушек (N = M) в зависимости сдвига точки Кюри ∆ T
N
от N должно наблюдаться насыщение.
В соответствии с выводами термодинамической теории освещение
кристаллов приводит к сдвигу температуры Кюри в сторону низких
температур. Причем максимальная величина сдвига, например, для SbSJ
составляет 1–1,5
о
. Величина сдвига температуры Кюри при освещении ∆ T
N
зависит от суммы n + N, где n и N – соответственно концентрации
свободных носителей и носителей на уровнях прилипания . Поскольку для
SbSJ, как и для других высокоомных фотопроводников , коэффициент
прилипания θ = n/N<<1, то вкладом свободных носителей в
фоточувствительный сдвиг температуры Кюри можно пренебречь, и,
следовательно, ∆T
N
зависит только от N, где под N следует понимать
концентрацию локализованных электронов . Измерения ∆ T
N
позволяют,
таким образом , определить концентрацию уровней прилипания (или
локализованных электронов ). Для SbSJ рассчитанное значение N оказалось
равным ~3·10
17
см
-3
.
Сдвиг точки Кюри при освещении SbSJ наибольший в области
собственной фоточувствительности. Освещение кристалла BaTiO
3
с
примесью кобальта в области собственного поглощения приводит к сдвигу
точки Кюри на ~ 5 градусов в сторону низких температур. В разных
сегнетоэлектриках - полупроводниках величина сдвига Т
k
во многом
определяется наличием примесей .
Изменение спонтанной поляризации
Как известно , спонтанная поляризация P, являющаяся основной
характеристикой сегнетоэлектрика, в точке Кюри исчезает . Характер
обращения поляризации в нуль разный для фазовых переходов I и II рода.
В первом случае наблюдается скачок P
0
, а во втором – плавное
уменьшение до нуля . Электронная подсистема уменьшает спонтанную
поляризацию во всем температурном интервале сегнетоэлектрической
фазы , в том числе и в самой точке фазового перехода:
(P
0N
)
2
=(P
0
)
2
[1+bN/β–cN/γ].
Для кристаллов SbSJ влияние света из области собственной
фоточувствительности на спонтанную поляризацию показано на рис.2. 
                                     61

температу р,      и     этот     сд в иг пропорционален         концентрации
электронов N. В в ысокоомных сегнетоэлектриках - полу пров од никах под
N след у ет понимать концентрацию электронов (д ырок) в лов у шках . При
заполнении в сех лов у шек (N = M) в зав исимости сд в ига точки К ю ри ∆TN
от N д олжно наблю д аться насыщ ение.
      В соотв етств ии с в ыв од ами термод инамической теории осв ещ ение
кристаллов прив од ит к сд в игу температу ры К ю ри в сторону низких
температу р. Причем максимальная в еличина сд в ига, например, д ля SbSJ
состав ляет 1–1,5о. В еличина сд в ига температу ры К ю ри при осв ещ ении ∆TN
зав исит от су ммы n + N, гд е n и N – соотв етств енно концентрации
св обод ных носителей и носителей на у ров нях прилипания. Поскольк у д ля
SbSJ, как и д ля д ру гих в ысокоомных фотопров од ников , коэффициент
прилипания θ = n/N<<1, то в клад ом св обод ных носителей в
фоточу в ств ительный сд в иг температу ры К ю ри можно пренебречь, и,
след ов ательно, ∆TN зав исит только от N, гд е под N след у ет понимать
концентрацию локализов анных электронов . И змерения ∆TN позв оляю т,
таким образом, опред елить концентрацию у ров ней прилипания (или
локализов анных электронов ). Д ля SbSJ рассчитанноезначениеN оказалось
рав ным ~3·1017 см -3.
     Сд в иг точки К ю ри при осв ещ ении SbSJ наибольший в области
собств енной фоточу в ств ительности. О св ещ ение кристалла BaTiO3 с
примесью кобальта в области собств енного поглощ ения прив од ит к сд в игу
точки К ю ри на ~ 5 град у сов в сторону низких температу р. В разных
сегнетоэлектриках - полу пров од никах в еличина сд в ига Т k в о многом
опред еляется наличием примесей.

                     Из м е не ни е сп о нт анно йп о ляри з аци и
     К ак изв естно, спонтанная поляризация P, яв ляю щ аяся основ ной
х арактеристикой сегнетоэлектрика, в точке К ю ри исчезает. Характер
обращ ения поляризации в ну ль разный д ля фазов ых перех од ов I и II род а.
В перв ом слу чае наблю д ается скачок P0, а в о в тором – плав ное
у меньшение д о ну ля. Э лектронная под система у меньшает спонтанну ю
поляризацию в о в сем температу рном интерв але сегнетоэлектрической
фазы, в том числеи в самой точкефазов ого перех од а:
                             (P0N)2=(P0)2[1+bN/β–cN/γ ].
     Д ля кристаллов SbSJ в лияние св ета из области собств енной
фоточу в ств ительности на спонтанну ю поляризацию показано на рис.2.

Страницы