Диэлектрическая проницаемость ионного кристалла

Твердые диэлектрики, представляющие собой ионные кристаллы с плотной упаковкой частиц, обладают электронной и ионной поляризациями и имеют величину диэлектрической проницаемости, лежащую в широких пределах. Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости ионных кристаллов в большинстве случаев имеет положительное значение вследствие того, что при повышении температуры наблюдается не только уменьшение плотности вещества, но и возрастание поляризуемости ионов, причем влияние этого фактора [c.49]

Диэлектрическая проницаемость ионного кристалла 155 [c.414]

Для расчета диэлектрической проницаемости ионных бинарных кристаллов применяется формула- Борна [c.7]

Найдем, в качестве примера, положение локальных разрешенных уровней примесных атомов V группы таблицы Менделеева в элементарных полупроводниках IV группы. Предположим, например, что в одном из узлов кристалла германия находится атом мышьяка, имеющий пять электронов в валентной оболочке. Четыре валентных электрона участвуют в образовании ковалентных связей с четырьмя соседними атомами германия.- Поскольку ковалентная связь является насыщенной, пятый электрон новой связи образовать не может. Находясь в кристалле, он сравнительно слабо взаимодействует с большим числом окружающих мышьяк атомов германия. Вследствие этого его связь с атомом As уменьшается и он движется по орбите большого радиуса. Его поведение подобно поведению электрона в атоме водорода. Таким образом, задача сводится к отысканию уровней энергии водородоподобного атома. При ее решении необходимо учесть следующие обстоятельства. Поскольку электрон движется не только в кулоновском поле иона мышьяка, но и в периодическом поле решетки, ему необходимо приписать эффективную массу т. Кроме того, взаимодействие электрона с атомным остатком As+, имеющим заряд Ze, происходит в твердом теле, обладающем диэлектрической проницаемостью г. С учетом этого потенциальная энергия электрона примесного атома [c.237]

Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости у ионных кристаллов положителен. [c.7]

Ионные кристаллы с пло т ной упаковкой молекул, соответствующие формам расположения частиц в кристаллах, характеризующиеся наибольшим числом частиц в единице объема кристалла, обладают электронной и ионной поляризацией, положительным температурным коэффициентом. Исключение составляет рутил (двуокись титана), имеющий отрицательный температурный коэффициент диэлектрической проницаемости, который объясняется электронной природой поляризации. [c.12]

Ионные кристаллы с неплотной упаковкой частиц обладают электронной, ионной и ионно-релаксационной поляризациями, характеризуются невысоким значением диэлектрической проницаемости, но большим положительным температурным коэффициентом. [c.12]

Твердые диэлектрики, представляющие собой ионные кристаллы с неплотной упаковкой частиц (например, электротехнический фарфор), в которых наблюдается, помимо электронной и ионной, также и ионно-релаксационная поляризация, характеризуются в большинстве случаев сравнительно невысоким значением диэлектрической проницаемости и большим положительным температурным коэффициентом ТКе, (рис. 1-7). [c.26]

Рис. 1-6. Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры для ионного кристалла K I

В этом выражении — электронная поляризуемость, aj — ионная поляризуемость (обе — на единицу объема). Выполнение этого условия соответствует бесконечному возрастанию статической диэлектрической проницаемости кристалла, характерному для сегнетоэлектрических фазовых переходов. [c.81]

В табл. 11 приведены значения диэлектрической проницаемости и температурного коэффициента диэлектрической проницаемости для некоторых ионных кристаллов (при I = 20° С). [c.50]

Из рнс. б видно, что при достижении некоторой температуры Т , соответствующей приблизительно максимуму диэлектрической проницаемости, интегральная интенсивность начинает резко уменьшаться. Согласно теории дифракционных лучей, уменьшение интегральной интенсивности можно объяснить наличием в кристалле колебаний иоаов, амплитуда которых увеличивается приближаясь к ФП. Аномальные среднеквадратичные отклонения ионов достигают максимального значения при температуре Tj, соответствующей минимуму интегральной интен- [c.107]

Ионная упругая поляризация. Она происходит в кристаллических диэлектриках, построенных из положительных и отрицательных ионов, — в галоидно-щелочных кристаллах, слюдах, керамиках. В электрическом поле в таких диэлектриках происходит смещение электронных оболочек в каждом ионе — электронная поляризация. Кроме того, упруго смещаются друг относительно друга подрешеткииз положительных и отрицательных ионов (рис. 5.12,6), т. е. происходит упругая ионная поляризация. Это смещение приводит к появлению дополнительного электрического момента увеличивающего поляризованность, а следовательно, и диэлектрическую проницаемость на Еги. Таким образом, диэлектрическая проницаемость ионного кристалла равна = ег . + ги, где Еги зависит от физической природы ионов, сил их взаимодействия и строения кристаллической решетки. [c.154]

Твердые диэлектрики, представляющие собой ионные кристаллы с плотной упаковкой частиц, обладаьзт электронной и ионной поляризациями и имеют диэлектрическую проницаемость, изменяющуюся в широких пределах. Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости ионных кристаллов в большинстве случаев положителен. Примером одного из таких диэлектриков служит КС1 (рис. 1-6). [c.26]

Ионные кристаллы, как правило, прозрачны в видимой области спектра, так как полюсы резонансных членов в правой части (2.63), обусловленных электронами и ионами, и связанные с ними полосы поглощения находятся соответственно в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Но зависимость показателя преломления от частоты в видимой области существшно определяется этими членами, хотя сами резонансные частоты о)о и ац находятся за ее пределами. Эти частоты, а также постоянные Со и С, в (2.63) могут быть найдены по измерениям показателя преломления в видимой области (при нескольких значениях частоты ю). Полагая затем в (2.63) о)=0, можно получить статическое значение диэлектрической проницаемости е (0) =л (0)= 1-f Со/юо + ,/to . Так как io/ too, основную роль здесь играет член с ю,, т. е. главный вклад в е (0) обусловлен ионной поляризуемостью.- Замечательно, что найденное таким образом из оптических измерений в видимой области статическое значение е вполне удовлетворительно согласуется с измерениями диэлектрической проницаемости ионных кристаллов электрическими методами. [c.100]

Твердые диэлектрики, представляющие собой ионные кристаллы с плотной упаковкой частиц, обладают электронной и ионной поляризациями и имеют величину диэлектрической проницаемости, лежащую в широких пределах. Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости ионных кристаллов в большинстве случаев имеет положительное значение вследствие того, что при повышении температуры наблюдается не только уменьшение плотности вещества, но и возрастание поляризуемости ионов, причем влияние этого фактора сказывается на величине е сильнее, чем изменение плотности. Исключением являются кристаллы, содержащие ионы титана — рутил (Т10г) [c.37]

Поскольку колебания решетки в какой-то мере ангармоничны (а следовательно, затухают), величина е имеет также мнимую составляющую. Это приводит к уширению резонансной линии, соответствующей остаточным лучам. Типичные кривые частотной зависимости диэлектрических проницаемостей ионных кристаллов, найденные по их оптическим свойствам, представлены на фиг. 27.7. Диэлектрические характеристики щелочно-галоидных кристаллов приведены в табл. 27.2. [c.176]

Обосновать эту картину исследованием водородоподобного атома, погруженного в однородную изотропную диэлектрическую среду. Атом донора считать пятивалентным, полагая, что внутри решетки четыре валентных электрона осуществляют химическую связь, а свободный пятый валентный электрон находится в куло-новском поле положительного ионного остова (примесного центра) диэлектрическую проницаемость среды считать равной диэлектрической проницаемости полупроводникового кристалла е = 16 для Ge, е = 12 для Si). В частности, рассчитать размер электронных орбит и энергию ионизации основного состояния. Можно использовать боровскую теорию водородного атома с круговыми электронными орбитами. [c.78]

Таким образом, каждая пара ионов образует упругий диполь. Наряду с процессом поляризации ионного смещения в ионных кристаллах протекает электронная поляризация. Общая интенсивность процессов поляризации у ионных кристаллических диэлектриков (радиокерамические материалы, слюда) довольно большая, поэтому значения диэлектрической проницаемости у них относительно большие (е = 7 Ч- 12 и выше). Оба процесса поляризации мгновенные, поэтому диэлектрическая проницаемость ионных кристаллических диэлектриков не зависит от частоты приложенного напряжения. Ионные диэлектрики широко применяют в радиотехнике. [c.25]

Исключением являются кристаллы, содержащие ионы титана (рутил TiOa и некоторые титанаты), температурный коэффициент диэлектрической проницаемости которых отрицателен. Это объясняется преобладающей в них э/ектронной поляризацией, усиленной под влиянием добавочного внутреннего поля при ионном смещении. [c.26]

Электронные свойства Т. т. Кристаллы, имеющие только заполненные и пустые электронные энергетич. зоны, ведут себя в электрич. поле как диэлектрики (изоляторы). Первый возбуждённый уровень находится на конечном расстоянии от основного, причём ширина запрещённой зоны iS j велика. Делокализация электронов в таких Т. т. не играет роли, диэлектрики можно считать состоящими из разделённых в пространстве атомов, молекул или ионов. Влияние электрич. поля сводится к сдвигу зарядов и приводит к поляризации диэлектриков (подробно см. в ст. Диэлектрики, Диэлектрическая проницаемость). [c.46]

Известно, что под воздействием магнитного поля изменяются структура н многие физико-химические свойства воды вязкость, поверхностное нагяжение, электропроводность, плотность, магнитная и диэлектрическая проницаемость, водородный показатель. Под воздействием поля в воде возникают ионные ассоциаты — многочисленные зародыши кристаллов, которые затем, при повышении температуры, выполняют роль центров кристаллизации и обусловливают выделение накипеобразователен в виде шлама. Наличие большого количества центров криста.плнзации определяет малые размеры выделяющихся частиц накипеобразовагелей. [c.413]

Поверхностное натяжение на границе межд двумя конденсированными (разами характеризует различие сил взаимодействия межд молск) лами (частицами) в каждой из соприкасающихся (раз Че.м больше различаются по своей природе эти силы, тем больше межфазное поверхностное натяжение. Для веществ с низким поверхностным натяжением (вода, органические вещества и др.) интенсивность молекулярных взаимодействий можно охарактеризовать их полярностью. Макроскопической мерой полярности жидкостей могут служить дипольный момент, поверхностное натяжение, внутреннее (молекулярное) давление, диэлектрическая проницаемость, теплота испарения. Поэтому при контакте веществ с близкой полярностью, повер.хностное натяжение невелико, в результате достигается хорошее смачивание. Например, твердые тела с гетерополярным типом связи (ионные кристаллы) гцдро(рильны. [c.98]

Поляризация представляет собой процесс смещения структурных элементов (электроноб, атомов, ионов и др.) кристаллической решетки со своего нормального положения под влиянием электрического поля. В результате взаимодействия с внешним электрическим полем происходит нарушение и перераспределение электростати- чe киx сил, действующих внутри кристалла, при сохранении его общей нейтральности. Механизм поляризации может быть различен в зависимости от того, какие структурные элементы участвуют в процессе поляризации, В керамических материалах имеются следующие основные виды поляризации электронная, ионная, электронно- и ионно-релаксационная, спонтанная (самопроизвольная). Степень поляризации керамического диэлектрика и его поляризуемость в целом складываются-как сумма поляризаций каждого вида. Диэлектрическая проницаемость керамики отражает ее поляризуемость. [c.16]

Диэлектрические свойства. На кристаллах KseNai-iBa2Nb50i5 исследовались температурные зависимости диэлектрической проницаемости вс, по которым затем определялась их температура Кюри (рис 6 1) Как следует из рисунка, она монотонно понижается от 576° (чистый НБН) до 480°С для кристаллов, полученных из расплава с ж = 0,6 По видимому, это связано с незначительным уменьшением сдвига сегнетоактивных ионов из симметричных положений, которые они занимают в параэлектрической фазе Это следует из соотношения, установленного для других ниобатов (гл 4, [32]), см также гл 8, 1 [c.232]

С электронной поляризацией, обусловленной тепловым движением, связан довольно широкий круг процессов, происходящих в твердых диэлектриках фотодиэлектрический эффект в кристаллах люминесцирующих широкозонных полупроводников диэлектрическая релаксация, обусловленная наличием центров окрашивания в ионных кристаллах, диэлектрическая релаксация электронов, захваченны.х донорны.ми центрами в оксидных полупроводниках наконец, существенное повышение на низких частотах диэлектрической проницаемости в поликристаллических веществах типа рутила, перовскита или стронций-висмут титаната (СВТ). Последний из перечисленных диэлектриков находит важное техническое применение. [c.72]

Соотношение Лиддейна — Сакса — Теллера. Поляризация ионных кристаллов, обусловливающая специфическую зависимость диэлектрической проницаемости от частоты и температуры, хорошо описывается моделью Борна, основанной на динамических свойствах кристаллической решетки. Динамическая модель колебаний решетки позволяет не только рассчитать е, но н установить соотношение [c.85]

Диэлектрическая проницаемость связана с тремя эффектами. Электронная поляризация — смещение электронных орбит происходит за время т 10" сек и дает основной вклад в е в случае симметричных неполярных молекул. Ионная поляризация (у ионных кристаллов) — смещение ионов, составляющих остов кристалла или молекулы т ss 10 сек. Дипольная или ориентационная поляризация связана с поворотом в электрическом поле молекул, имеющих дипольный момент. Эта поляризация приводит к гораздо большим значениям е, однако Bpejviя, необходимое для ориентации молекул, составляет 10 —10"" сек и сильно зависит от свойств, температуры и агрегатного состояния вещества. У веществ, молекулы которых обладают дипольным моментом, е может сильно зависеть от частоты. [c.320]

Согласно существующим представлениям, междуузельный ион серебра не может служить устойчивой внутренней ловушкой электрона при комнатной температуре. Эта предпосылка в неявном виде подразумевается в теории Герни и Мотта и подтверждается исследованиями электропроводности и других свойств хорошо отожженных кристаллов галоидного серебра при комнатной температуре [19]. Другим экспериментальным доказательством этого предположения является очевидная неспособность двухвалентных ионов кадмия в смешанных кристаллах галогенидов серебра и кадмия захватывать электроны при комнатной температуре, как это было показано Вестом ). Недавние теоретические вычисления Симпсона [20] согласуются с этими экспериментальными данными. Симпсон исходил из модели, в которой положительный точечный заряд находился в среде с диэлектрической проницаемостью галоидного серебра. Далее определялась волновая функция 1 5 электрона, связанного в кулоновском поле этого заряда. В этом приближенном вычислении не учитывается тот факт, что внутри объема междуузельпого иона поведение электрона может быть описано более точно с помощью волновой функции 5 5. Если учесть это указание, то исправленное теоретическое значение энергии связи электрона в поле междуузель-ного иона будет несколько превышать величину, полученную Симпсоном. Точное знание времени жизни электрона в этом состоянии как функции температуры имело бы большую ценность для интерпретации многих экспериментальных данных, например данных Веста по фотопроводимости галогенидов серебра. [c.118]

В этой связи интересно вспомнить результаты опытов Блау [21] по образованию центров окраски в щелочногалоидных кристаллах, содержащих следы галоидного серебра. Наиболее удовлетворительное объяснение этих результатов, а также результатов измерений ионной проводимости и чисел переноса аналогичных кристаллов (опыты Тубандта с сотрудниками [22]) может быть дано с помощью модели, в которой часть ионов серебра занимает междуузлия решетки щелочногалоидного кристалла и обладает способностью захватывать электроны, образуя междуузельные атомы серебра. Имеющиеся данные показывают, что такой захваг не может происходить в галоидном серебре, обладающем большой диэлектрической проницаемостью. [c.118]

И некоторые титанаты, имеющие отрицательный температурный коэффициент диэлектрической проницаемости. По данным Г. И. Сканави, отрицательный ТКг этих кристаллов объясняется преобладающей в них электронной поляризацией, усиленной под влиянием добавочного внутреннего поля при ионном смещении. [c.38]

Твердые диэлектрики, представляющие собой ионные кристаллы с плотьюй упаковкой частиц, обладают электронной и ионной поляризациями и имеют величину диэлектрической проницаемости, лежащую в широких пределах. Температурный коэффициент ди- [c.30]

Кроме электронно поляризации, не связанной с появлением активного тока, в некоторых твердых диэлектриках может быть и другой вид поляризации — ионная, также не вызывающая появления активного тока. Наиболее характерна ионная поляризация ионных кристаллов. Сущность ее заключается в смещении ионов электрическим полем положительных — в сторону отрицательного электрода, отрицательных — в сторону положительного. Эго смещение происходит на незначительные расстояния от полол ения равновесия при отсутствии электрического поля и носит упругий характер, чем и объясняется тот факт, что ионная поляризация создает чисто реактивный ток, добавочный к току электронной поляризации. Следовательно, ионная поляризация, накладывающаяся на электронную, приводит к увеличению емкостного тока в диэлектрике, а значит — к увеличению емкости, к увеличению диэлектрической проницаемости. В ионных кристаллах с рыхлой структурой, с так называемой неплотной упаковкой частиц, когда расстояния между ионами в узлах кристаллической решетки велики по сравнению с радиусами самих ионов, смещение последних мо1кет быть довольно велико. При этом возникают значительные суммарные электрические моменты в единице объема, наблюдается значительное возрастание емкости. Следовательно, такой диэлектрик будет иметь диэлектрическую проницаемость, намного превосходящую ее значение, обусловленное одной электронной поляризацией. Проф. Г. И. Сканави, изучая явление ионной поляризации, обнаружил у минерала перовскита диэлектрическую проницаемость, равную 160. Позднее им же были получены керамические материалы, у которых вследствие интенсивной поляризации ионного смешения диэлектрическая проницаемость имеет еще большие значения. Такие материалы представляют большой интерес для практики, так как дают возможность получать конденсаторы с большой удельной емкостью, т. е, с большой емкостью в единице объема. [c.27]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...