ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Дипольная тепловая поляризация из "Физика твердого тела " В твердых диэлектриках, имеющих определенного рода дефекты, возможна электронная поляризация, обусловленная тепловым движением. Механизм такой поляризации рассмотрим на примере кристалла ТЮа (рутил), содержащего анионные вакансии. Двухмерная модель структуры Т1О2 с анионной вакансией изображена на рис. 8.7. [c.288] Если к диэлектрику внешнее поле не приложено, то в различных анионных вакансиях эти переходы происходят хаотически и поляризация не возникает. Приложение электрического поля приводит к тому, что перескоки становятся в значительной степени согласованными. При этом возникает преимущественная направленность перескоков и, таким образом, появляется результирующий дипольный момент. Время релаксации электронной тепловой поляризации достаточно велико 10 —10 с. [c.288] Тепловая электронная поляризация играет важную роль во многих диэлектриках, в частности в щелочно-галоидных кристаллах. В последних такая поляризация обусловлена возбуждением f-центров. [c.288] Вклад рассматриваемого вида поляризации в значение е может быть весьма значительным даже при не слишком высокой концентрации дефектов. Это обусловлено высокой поляризуемостью электронов, слабосвязанных с дефектами. [c.288] Если для расчета электронной тепловой поляризации пользоваться классическими представлениями, то результаты будут примерно такими же, как в случае ионной тепловой поляризации. Ясно, однако, что при описании движения электронов в кристаллах пренебрегать квантовыми эффектами нельзя. Необходимо учитывать, что эффективная масса электронов в кристалле сильно отличается от массы свободного электрона, что электроны в твердом теле подчиняются статистике Ферми —Дирака и т. д. Точные расчеты поляризуемости в этом случае достаточно сложны. [c.288] Если в диэлектрике имеются полярные молекулы и связь между ними невелика, то под действием поля они могут относительно легко поворачиваться. Ориентации диполей в поле препятствует тепловое движение. В результате возникает дипольная поляризация, 3ависящая от теплового движения. [c.289] При больших напряженностях поля тепловое движение почти не препятствует ориентации диполей по полю. Таким образом, подавляющее большинство молекул поворачивается в направлении поля и средний дипольный момент становится не зависящим от поля. Наступает насыщение. Весьма приближенное вычисление OdT, основанное на аналогии с тепловой ионной поляризацией, не позволяет решить задачу о насыщении. [c.289] Минимальное значение U достигается при 0=0. Именно поэтому все диполи стремятся ориентироваться в направлении поля. Однако тепловое движение разориентирует молекулы. Результирующий дипольный момент диэлектрика определяется статистическим равновесием между ориентирующим действием поля и разориенти-рующим действием теплового движения. [c.289] Точно такое же выражение получается и при более грубом расчете [см. (8.50)]. [c.291] Вернуться к основной статье