Сегнетоэлектрики ионные

Нелинейным диэлектрикам — сегнетоэлектрикам наряду с электронной и ионной свойственна спонтанная (самопроизвольная) поляризация, относящаяся к числу релаксационных видов. Спонтанная поляризация возникает в определенном температурном интервале, ограниченном сегнетоэлектрическими точками Кюри, под влиянием внутренних процессов самопроизвольно. При этом структура элементарной ячейки кристалла становится несимметричной, приобретая электрический момент. В пределах [c.544]

В электрическом поле в сегнетоэлектриках происходят упругие электронная и ионная поляризации, а также неупругая доменная. В процессе доменной поляризации векторы Р доменов ориентируются по направлению электрического поля (рис. 5.18, б). Переориентацией направлений Р, доменов объясняются характерные для сегнетоэлектриков нелинейные свойства петля диэлектрического [c.158]

В настоящее время известно несколько сотен сегнетоэлектриков, которые по типу химической связи и физическим свойствам принято подразделять на две группы 1) ионные кристаллы, к которым от- [c.243]

У диэлектриков с искаженной решеткой и неплотной упаковкой ионов, таких как муллит, кордиерит, циркон, отмечается повышенный tg б, который имеет температурный рост за счет релаксационных потерь. У сегнетоэлектриков, характеризующихся большой зависимостью спонтанной поляризации, от температуры, диэлектрические потери велики и снижаются лишь при температурах выше точки Кюри. К этим диэлектрикам относятся титанаты бария, стронция, лития, кальция. Зависимость tg6 от температуры для сегнетоэлектриков показана на рис. 1.13. [c.26]

В сегнетоэлектриках с размытым фазовым переходом в электрооптический эффект, кроме электронной и ионной поляризации, заметный вклад дают ориентационные процессы, поэтому важной характеристикой кристалла является частотная зависимость квадратичных электро-оптических коэффициентов (рис. 3.8). Обнаруженная дисперсия (Дц — Д12) связана с уменьшением вклада ориентационных процессов при увеличении частоты электрического поля и свидетельствует о том, что для сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом ориентационная поляризация дает существенный вклад в электрооптический эффект. [c.71]

Рассмотрим последовательно перечисленные процессы. Для реализации фоторефрактивного эффекта необходимы глубокие локальные уровни в запрещенной зоне кристалла, которые под действием света с подходящей длиной волны могут изменять свое зарядовое состояние. Для этого в фоторефрактивные кристаллы, большинство из которых входит в класс так называемых сегнетоэлектриков-полупроводников [4], обычно вводят специальные примеси, склонные к перезарядке (ионы Fe, Си, Rh [5] и др.). Однако даже в номинально чистых кристаллах без специально введенных активаторов всегда содержатся неконтролируемые [c.43]

Спонтанная поляризация в таких сегнетоэлектриках является следствием упорядоченного смещения ионов из положения равновесия. Поэтому фазовый переход в ионных сегнетоэлектриках в точке Кюри называют переходом типа смещения. Этот переход обусловлен [c.212]

Рис. 21.4. Температурная зависимость параметра iVa для ионных сегнетоэлектриков

Выше указывалось на возможность трактовать возникновение спонтанной поляризации в сегнетоэлектриках кислородно-октаэдрического типа структуры как результат ориентированного (упорядоченного) перескакивания ионов. Эти представления использовались в некоторых теориях фазовых переходов, но оказались несостоятельными. [c.79]

На рис. 21 пунктиром показаны также С п, сп> относящиеся к механизму самопроизвольной, или спонтанной, поляризации. Этот вид поляризации существует только у некоторых твердых диэлектриков ионной структуры, называемых сегнетоэлектриками. [c.44]

Для удобства рассмотрения диэлектрических потерь в твердых веществах, последние можно подразделить на четыре группы диэлектрики молекулярной структуры, ионной структуры, сегнетоэлектрики и диэлектрики неоднородной структуры. [c.75]

Сегнетоэлектрики типа порядок-беспорядок — сегнетоэлектрики, воз[П1кновение поляризации в которых происходит в результате нарушения симметричной заселенности положений равновесия ионов. [c.286]

Сегнетоэлектрики тина смещения — сегнетоэлектрики, спонтанна поляризация в которых создается в результате смещепия части ионов из симметричных в менее симметричные положения. [c.286]

Переходы в сегнетоэлектриках. Для этого вида веществ ниже точки Кюри возникает спонтанная электрическая поляризация,, обусловленная появлением дипольных моментов за счет специфического разделения в пространстве противоположно заряженных ионов. Фазовые переходы в сегнетоэлектриках принято подразделять на переходы типа порядок — беспорядок и типа смещения. К переходам последнего типа можно отнести рассмотренный выше переход в кристаллах ВаНОз. Переход типа порядок — беспорядок обнаружен в хорошо известных кристаллах KH2P04(KDP). В этих кристаллах для ионов Н, определяющих их поляризацию, имеются два (а не одно) положения равновесия (на водородной связи ОН. ..О), отстоящие одно от другого на 0,35 А. Выше температуры перехода оба положения равновесия заселены статистически равномерно, а ниже Тс появляется асимметрия заселенности, которая и приводит к поляризации. [c.260]

Процессы миграционной поляризации одни из самых медлен ных. Время на их завершение изменяется в пределах 1—10" с Спонтанная (самопроизвольная) поляризация. Доменная полярн эация. Сегнетоэлектрики. Характерные для сегнетоэлектриков свой ства впервые были обнаружены у сегнетовой соли. В дальней шем сегнетоэлектриками стали называть вещества, свойства кото рых подобны свойствам сегнетовой соли. В сегнетоэлектриках даже в отсутствие электрического поля наблюдается самопроизвольное смещение частиц — ионов в ионных кристаллах или полярных радикалов молекул, которое приводит к несовпадению центров положительного и отрицательного зарядов в объеме диэлектрика, т.е. поляризации. Такая поляризация называется спонтанной (самопроизвольной). В результате в диэлектрике образуются области-домены, где все частицы, обусловливающие самопроизвольную поляризацию, смещены в одном направлении. В этом направлении ориентирован и вектор спонтанной поляризованности Р, домена. В со- [c.157]

Высокоомными полупроводниками с примесной проводимостью являются сегнетоэлектрики со структурой перовскита ( g г 3 эВ). Так, ВаТЮд с примесями редкоземельных ионов может иметь проводимость до 10- Ом -см 1 при р < 1 с.м /В-с, в то вре.мя ка при отсутствии примесей а 10 1 Ом -см Ч Относи [c.474]

Свойства С., и особенно С.-сегнетоэлектриков, обусловливают их применение. Наир,, на основе редкоземельных молибдатов, в частности молибдата гадолиния, разработаны акустоэлектронные устройства, в к-рых используется взаимодействие распространяющейся акустич. волны с одиночной доменной стенкой иди с регулярной полидоменной структурой. Они управляются электрич. полем или механич. напряжением. С. обладают высокой акустооптич. эффективностью (см. Акустооптика). Сегнетоэластич, фазовые переходы испытывают многие кристаллы — высокотемпературные сверхпроводники, а также ионные суперпроводники. [c.477]

Наряду с исследованиями статических, не меняющихся во времени объектов, Э. м. даёт возможность изучать разл. процессы в динамике их развития рост плёнок, деформацию кристаллов под действием переменной нагрузки, изменение структуры под влиянием электронного или ионного облучения и т. д. Благодаря малой инерционности электронов можно исследовать периодические во времени процессы, напр, перемагничивание тонких маг-ншпных плёнок, изменение поляризации сегнетоэлектриков, распространение УЗ-волн и т. д. Эти исследования проводят методами стробоскопической Э. м. (рис. 4) образец освещается электронным пучком не непрерывно, а ИМЕЙ) [c.550]

Сегиетоэлектрик обладает спонтанной поляризацией, направление которой может быть изменено внешним воздействием. Сегнетоэлектрики бывают ионные и дипольиые. [c.588]

В кристаллических диэлектриках, где ионы разного знака расположены упорядоченно, поляризация может существовать и в отсутствие электрического поля, например при деформации — пъезоэлектрики, при повышении температуры — пироэлектрики. Разноввдностью пироэлектриков являются сегнетоэлектрики (титанат бария, сегнетова соль и др.), в которых поляризация может существенно изменяться как по величине, так и по знаку, например при понижении температуры. [c.93]

Пьеэоэлектрики — вещества, у которых под действием механических напряжений возникает поляризация (прямой пьезоэффект) или под действием электрического поля изменяются размеры (обратный пьезоэффект). К пьезоэлектрикам относятся поляризованные сегнетоэлектрики с остаточной поляризацией, а также кристаллы, не имеющие центра симметрии. В основе пьезоэффекта лежит смещение ионов в кристаллической решетке при упругой деформации. Пьезоэффект анизотропен и характеризуется пьезомодулем — зарядом, который появляется на поверхности пластин пьезоэлектрика под действием единичной силы. Обычно измеряют так называемый продольный пьезомодуль 33 по заряду на поверхности, перпендикулярной направлению поляризации, когда нагрузка приложена перпендикулярно этой же поверхности. От пьезоэлектриков требуются высокие значения пьезомодуля и малые потери. Пьезомодули йзз у сегне-токерамики и пленки поливинидиленфторида [—СНг —СГг—] равны соответственно (2. .. 4)-10 и 3,5-10 Кл/Н, что на один-два порядка больше пьезомодулей кварца. [c.607]

Первоначально наличие сегнетоэлектрических свойств в перовскитах объяснялось смещением ионов В в кислородных октаэдрах решетки [1]. Вскоре, однакв, стало очевидным, что одним лишь смещением ионов нельзя объяснить свойства сегнетоэлектриков и необходимо учитывать другие факторы, важнейшими из которых являются поляризуемость и характер химической связи (степень ковалентности). Было установлено, что наличие частично ковалентных связей, наряду с ионными, играет решающую роль в возникновении взаимно нескомпенснрованных диполей (спонтанной поляризации). [c.14]

В различных модельных теориях сегнетоэлектрических кристаллов АВОз со структурой типа перовскита предполагается та или иная степень ковалентности связей ионов в кристаллической решетке. Маттиас [32], например, считает, что в сегнетоэлектрических кристаллах реализуются Чисто ионные связи. Веневцев и Жданов 33] высказываются более осторожно, считая, что эти связи носят преимущественно ионный характер. Беляев [16] предполагает, что характер связей близок к их характеру в соответствующих окислах. Смоленский [34], Мегоу [35] и Вузден [36] полагают, что сегнетоэлектрики представляют собой ионные соединения с определенной долей ковалентных связей. Последняя точка зрения подтверждается работами Блохина [37]. Мегоу считает также, что возникновение спонтанной поляризации связано с резким усилением ковалентного характера связей в точке Кюри. [c.18]

Сегнетоэлектрик BasTiaNbsOso является единственным кристаллом со структурой ТКВБ, содержаш им ионы Ti, в местах, занимаемых Nb, который был получен в виде относительно большого монокристалла [30]. Сегнетоэлект-рические свойства этого соединения были установлены в 1зи, кристаллическая структура исследована в [32], при этом использовался кристалл, выращенный методом Вер-неля. [c.268]

Из динамики кристаллической решетки известно, что статическое диэлектрическое поведение этих материалов определяется главным образом ВОе-октаэдрами. В случае оптических свойств они определяют нижнюю границу зоны проводимости и верхнюю границу валентной зоны. Эти зоны подобны для всех кислородно-октаэдрических сегнетоэлектриков, потому что d-орбитали В-катионов и 2 -орбитали 0-апионов, объединенные в каждом октаэдре, дают большой вклад в энергетические зоны. Другие ионы дают вклад в более высоко лежащие зоны проводимости. Однако их вклад незначителен при условии, что электронная поляризуемость ионов мала. Поэтому модель Ди Доменико и Уэмпла неприменима к сегпетоэлектри-кам, содержащим ионы РЬ или Bi. [c.292]

Соотношение ЛСТ может быть использовано не только для описания свойств простых кубических ионных кристаллов, но и для объяснения аномально высокой е сегнетоэлектриков, поскольку фундаментальная дисперсия е в сегиетоэлек-триках в хорошем приближении описывается уравнением (3.7). Кокреи обобщил соотношение ЛСТ для кристаллов более сложной структуры, обладающих многим числом ветвей оптически активных фононов [3] [c.86]

В настоящее время исследованы многие кристаллы с суперпроводи.мостью ионов Li+, Na+, Ag+, Н+. Частным, но особенным случаем такой проводимости является протонная проводимость. Лишенный электронной оболочки ион Н+ обладает по сравнению с другими катнонами не только меньп1ей массой, но и малым сечением рассеяния. Это обусловливает необычно высокую подвижность протонов, определяющих электропроводность многих водородсодержащих кристаллов (.тед, упорядочивающиеся сегнетоэлектрики, полимеры и др.). [c.126]

В неполярных параэлектриках (например, ионных сегнетоэлектриках при температуре выше Т ), обладающих только электронной и ионной поляризациями, диэлектрическая дисперсия отсутствует вплоть до частот 10 - 10 Гц. Поэтому нелинейность практически не зависит от частоты в радиочастотном диапазоне, вплоть до миллиметрового диапазона. В этом существенное преимущество параэлектриков перед сегнетоэлектриками, нелинейность которых падает на высоких частотах. Ввиду отсутствия доменов зависимости Р [Е) и е ( ) (см. рис. 21.14) носят безгистерезисный характер, обеспечивая однозначность е при заданном управляющем напряжении на параэлектриче-ском элементе. [c.223]

На практике часто оказывается более удобным другой способ получения полупроводящих сегнетоэлектриков — легированием. Для получения высокой электронной электропроводности BaTiOg ионы Ва или частично замещают донорными ионами с большей валентностью. Двухвалентный барий замещают трехвалентными ионами редкоземельных металлов (РЗМ) — лантана La , церия Се +, самария Sm и др. — или индия 1п +. Ионы замещают на пятивалентные ионы висмута Bi , сурьмы Sb , ниобия Nb , тантала Та или шестивалентные ионы вольфрама W , рения Re . Такого рода примеси играют роль доноров и приводят к электропроводности п-типа. Наоборот, замещение иона Ti на трехвалентные ионы (Fe , Nb +, РЗМ) создает акцепторные уровни и вызывает переход к дырочной электропроводности. [c.225]

Сегнетоэлектрики (и антисегнетоэлектрики) с упорядочивающимися элементами структуры составляют первую группу. Ко второй группе относятся так называемые сегнетоэлектрики (и антисегнетоэлектрики) кислороднооктаэдрического типа структуры. В сегнетоэлектриках этой группы в результате перестройки структуры спонтанная поляризация возникает благодаря смещению определенных ионов и имеет направление, совпадающее с направлением их смещения. [c.44]

В сегнетоэлектриках пет аналога магнитной обменной энергии. При наличии в них электронно и ионной поляризации главную роль, по-виднмому, пграет электростатическое взаимодействие между поляризованными ионами. Известно, что значе 1 я Э1 ергии взаимодействия параллельных ш антипараллелы ых рядов диноле в диэлектриках отличаются 1 езначителы 0, что позволяет [c.55]

Описать фазовые переходы с возникновением спонтанной по.чяризации можно и с помощью колебашит кристаллической решетки. То, что они имеют прямое отношение к сегнетоэлектрически.м фазовым переходам, следует хотя бы из того факта, что при изотопном замещении ионов в сегнетоэлектрике температура фазового перехода существенно меняется. [c.76]

В случаях, когда с О, необходимо, чтобы внутреннее поле было велико, а коэффициент упругой связи мал. Как уже указывалось, если в кристаллах вдоль определенных направлений большие ионы кислорода чередуются с маленькими катионами с большим зарядом, то в таких кристаллах может возникнуть большое внутреннее поле. Эти условия осуществляются в кристаллах со структурой типа перовскита, трехокиси рения, пирохлора и некоторых других. Коэффициент упругой связи определяется размерами элементарной ячейки и ионов и зависит от характера химических связей в кристаллах. У подавляющего большинства сегнетоэлектриков кислороднооктаэдрического типа малый катион (Т , ТГ ) окружен шестью ионами кислорода. [c.78]

Наиболее простым для упорядочивающихся сегнетоэлектриков является подход, исходящий из представлений о существовании в них постоянных дипо.ле , которые могут ориентироваться внутренним полем. В полярных жидкостях тактю диполи представляют собой полярные молекулы. В кристаллической н е решетке нельзя выделить отдельные полярные мо.лекулы, способные переориентироваться. Однако эквивалентом полярных молекул может явиться ион (с зарядом д), способный занимать [c.78]

Наряду с упоминавитимися видами поляризации — электронной и ионной — сегнетоэлектрики имеют еще один вид — доменный, т. е. поляризацию, связанную с переориентацией доменов. Формально доменный процесс поляризации похож на поляризацию жидкости, содержащую электрические диполи. Под действием электрического поля такие диполи ориентируются по полю, поворачиваются и вносят определенный вклад в поляризацию. Однако в отличие от диполей жидкостей направления спонтанной поляризации в кристаллах могут быть не любыми, а строго фиксированными. Как правило, доменная поляризация резко преобладает над другими механизмами, и поэтому мы будем рассматривать только особенности поляризации сегнетоэлектриков, связанные с доменами. [c.87]

Четвертую группу составляют сегнетоэлектрики, характеризующиеся спонтанной, электронной и ионной поляризациями сегне-това соль, метатитанат бария и др. [c.45]

Четвертую группу составляют сегнетоэлектрики, характеризующиеся спонтанной, электронной, ионной и электронно-ионно-релаксационной поляризациями сегнетова соль, метатитанат бария и др. [c.25]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...