Полярные кристаллы

Во многих диэлектриках имеются молекулы, которые обладают собственным электрическим моментом Ро, т. е. представляют собой диполи даже в отсутствие внешнего электрического поля. В ряде случаев при изменении направления ориентации диполей во внешнем электрическом поле возникают упругие возвращающие силы. Очевидно, что это наблюдается тогда, когда диполи более или менее жестко связаны, т. е. упругая дипольная поляризация имеет место в твердых диэлектриках — полярных кристаллах. [c.281]

Так, например, центросимметричные кристаллы не могут быть пиро- и пьезоэлектриками, поскольку для возникновения пиро- и пьезоэффекта какие-то направления в кристалле должны быть полярными, вследствие чего в кристалле не должно быть центра симметрии. И действительно, пьезо- и пироэффекты обнаруживаются только в полярных кристаллах, причем вдоль полярных осей кристалла. Например, один из пьезоэлектриков — кварц, относится к тригональной системе, в которой оси 3-го порядка неполярны, а оси 2-го порядка полярны. Пьезоэффект наблюдается вдоль осей 2 и не наблюдается вдоль осей 3. [c.153]

В пироэлектрических кристаллах упругие, тепловые и электрические свойства взаимосвязаны. На рис. 1.8 приведена диаграмма этих связей — в виде двух треугольников с соединенными вершинами. Девять линий, соединяющих вершины, символизируют девять линейных эффектов, возможных в полярных кристаллах. [c.23]

Правая часть диаграммы (см. рис. 1.8) характеризует электро-тепловые эффекты в полярном кристалле. Пироэлектрический эффект возникает, когда возмущающим фактором является тепловое воздействие, а отклик имеет электрическую природу. В зависимости от характера термодинамического процесса (изотермический при ДГ=0 или адиабатический, если ДГ = 0) и от электрических 24 [c.24]

Одним из важных следствий связи электрических, тепловых и упругих эффектов в полярных кристаллах является появление вторичных ( ложных ) эффектов, путь которых можно проследить по приведенной диаграмме. Например, в пьезоэлектриках можно наблюдать вторичный пироэффект (путь которого указан стрелкой внутри диаграммы на рис. 1.8), когда тепловое расширение кристалла приводит к появлению поляризации из-за пьезоэффекта. Другим следствием этой взаимосвязи является зависимость протекания тепловых, электрических или механических процессов в полярных кристаллах от условий, в которых они находятся. Например, теплоемкость короткозамкнутого пироэлектрика отличается от теплоемкости разомкнутого кристалла разными окажутся и теплоемкости свободного (С ) и механически зажатого (С ) кристаллов. Точно так же упругие постоянные в законе Гука для полярного кристалла зависят от того, является кристалл короткозамкнутым (с ) или разомкнутым (с ), а также от того, исследуется зависимость Х х) в изотермических (с ) или адиабатических (с ) условиях [И, 14, 15]. [c.25]

Повышение и понижение температуры вследствие изменения интенсивности теплового движения частиц изменяют ориентацию полярных молекул и расстояние между атомами полярного кристалла. Это приводит к изменению спонтанной поляризованности, в результате чего на поверхности полярного диэлектрика возникают нескомпенсированные электрические заряды. Если кристалл подключен к нагрузке (электрическому сопротивлению), то сте-кание Этих зарядов приводит к пироэлектрическому току в случае разомкнутого кристалла на нем появляется пироэлектрическое напряжение. Например, при изменении температуры на 10 К на тонкой (1 мм) пластинке кристалла турмалина возникает электрическое напряжение около 1 кВ. [c.167]

На рис. 6.4 рассмотрен механизм пироэффекта в простой модели одномерного полярного кристалла, состоящего из цепочки диполей (полярных молекул). Каждый из таких диполей (обозначен на рисунке стрелочкой) обладает спонтанным электрическим моментом. При отсутствии теплового движения (идеализированный случай 7=0) все диполи строго ориентированы и дают максимальную спонтанную поляризованность. По мере повышения температуры (7 i>0, а затем T2>Ti) тепловое хаотическое движение вызывает, lвo пep выx, частичное разупорядочение диполей, а во-вторых, термическое расширение кристалла. Оба эти механизма обусловливают уменьшение спонтанной поляризованности с ростом температуры (см. рис. 6.4,г). [c.167]

С точки зрения симметрии, довольно просто понять, как происходит пьезоэлектрическая поляризация в полярных кристаллах. В отличие от полярно-нейтральных кристаллов здесь пьезоэлектрическая поляризация есть результат изменения существующей спонтанной поляризации Реп- Это изменение может выразиться изменением аб- [c.120]

Такие же, как у гомо-полярных кристаллов [c.152]

Рассмотрите распространение волн через полярный кристалл, характеризующийся скалярной диэлектрической проницаемостью [c.58]

В полярных кристаллах дефекты по Шоттки возникают после ухода анионов и катионов лишь на поверхности внутренних трещин или иа поверхности кристалла. Согласно Ф. Зейтцу и другим исследователям внутренним источником (а также ловушками ) вакансий могут являться также более сложные дефекты — дислокации, которые в отличие от дефектов по Френкелю и ло Шоттки являются не точечными , а линейными дефектами кристаллической решетки, которые нарушают правильность чередования атомных плоскостей решетки. [c.42]

Удельная проводимость полярных кристаллов определяется [c.46]

Во многих диэлектриках имеются молекулы, которые обладают собственным электрическим моментом Р , т. е. представляют собой диполи даже в отсутствие внешнего электрического поля. Когда диполи связаны достаточно жестко (полярные кристаллы), при наложении внешнего электрического поля происходят упругие изменения в их направлении (рис. 3.30). [c.259]

ТаОл. 2,— Полярность кристаллов. [c.261]

В данный момент нас интересует только влияние поверхностных ячеек на дипольный момент поверхности. В моноатомном кубическом кристалле типа натрии дипольный момент внутренних ячеек равен нулю. Дипольный момент ячеек, прилегающих к поверхности, обычно не ранен нулю, поскольку потенциальное поле в этой области не обладает кубической симметрией. Эти ячейки и создают на поверхности дипольный момент (рис. 179). В полярных кристаллах, подобных хлористому натрию, в которых элементарные ячейки можно выбрать так, что они будут обладать дипольным моментом, дипольный момент поверхности зависит как от ориентации поверхности относительно ячеек в решётке, так и от искажения поверхностных ячеек (рис. 180). [c.419]

Принципы, использованные при этом вычислении, могут быть применены к другим случаям для теории полупроводников наиболее важен случай полярных кристаллов состава М Х , где М — атом металла, а X — электроотрицательный атом. В этих кристаллах могут возникать четыре независимых типа искажения идеального расположения а) в решётке имеются узлы, не занятые атомами металла б) имеются узлы, не занятые электроотрицательными атомами в) имеются внедрённые атомы металла г) имеются внедрённые электроотрицательные атомы. Эти четыре типа дефектов решётки могут появляться в любой из различных возможных комбинаций. В следующих параграфах мы рассмотрим несколько реальных случаев. [c.486]

Электрон-фононное взаимодействие в полярных кристаллах. Поляроны [c.200]

ПОЛЯРНЫЕ КРИСТАЛЛЫ. ПОЛЯРОНЫ 201 [c.201]

ПОЛЯРНЫЕ КРИСТАЛЛЫ. ПОЛЯРОНЫ 205 [c.205]

Интуиция подсказывает, что величина констант потенциала деформации должна быть порядка величины ширины запрещенной зоны. Это действительно верно. Если эти константы известны, то, как и в случае полярного кристалла, можно сразу найти электрон-фононное взаимодействие. Для полярных кристаллов объемное расширение равно [c.439]

В случае неполярных кристаллов длинноволновая расходимость не возникает. Взаимодействие, описываемое потенциалом деформации, имеет место и в полярных кристаллах. Однако обычно его учитывать не нужно, так как оно много меньше поляризационного взаимодействия. [c.440]

См. также Диэлектрическая проницаемость Поляризуемость Поляритон II 174 Полярные кристаллы II 179 (с) [c.406]

При растворении ионных кристаллов в полярных растворителях (сильные электролиты). [c.288]

При плавлении ионных кристаллов или кристаллов с ковалентными полярными связями, которые тоже могут образовывать ионы при температурах выше, чем температуры их плавления (ионные растворы — название предложено М. Я. Темкиным). Ионизация газов не приводит к образованию электролитов, так как основной проводящей электрический ток частицей будет электрон. [c.288]

Ионные растворы, образующиеся при плавлении ионных кристаллов или кристаллов с ковалентной полярной связью, обладают громадной концентрацией, так как при плавлении твердых тел объем расплава увеличивается только на 6—8%. Расстояния между ионами в расплаве будут близки к расстояниям между ними в кристалле, а следовательно, энергия взаимодействия между ними будет приближаться к их энергии в кристаллической решетке. [c.289]

Шесть сторон треугольников диаграммы символизируют линейные эффекты, связывающие тепловые, упругие и электрические свойства полярного кристалла. В частности, нижние (горизонтальные) линии относятся к термоупругим явлениям — термическому расширению Xmn = mn/S.T И др. В ззвисимости от того, как реализуется процесс—адиабатически (AQ = 0) или изотермически (АГ=0), а также от механических условий, в которых находится кристалл, — свободен (Xhi = Q, т. е. разрешены деформации) или зажат (xmn = 0, запрещены деформации) —термоупругие эффекты могут описываться различными линейными соотношениями. При этом возможна и различная направленность этих эффектов первичным воздействием может быть тепловое, а отклик — механический (изменение деформации Хтп или напряжений Хы), или, наоборот, первичным воздействием является механическое возмущение кристалла, а тепловые реакции вторичны (например, при растяжении кристалла он должен охлаждаться, а при сжатии — нагреваться). [c.24]

Большинство полярных кристаллов обладает весьма сложной структурой, и выделять в такой структуре отдельные диполи было бы не совсем правильно (можно говорить лишь о дипольных мотивах в той или иной структуре кристалла). В полярных кристаллах существует важный элемент симметрии — полярная ось, которая характеризует направление спонтанной поляризации. Следовательно, упругая дипольная поляризация может наблюдаться в пироэлектриках. Принципиально возможно также существование антипироэлектриков, в которых поляризация соседних кристаллических ячеек ориентирована противоположно, так что суммарная спонтанная поляризация равна нулю. Очевидно, что при этом также возможен небольшой упругий поворот диполей из положения равновесия во внешнем электрическом поле (см. рис. 3.2). [c.69]

В полярных газах поворот диполей происходит свободно. В жидких диэлектриках взаимодействие диполя с окружающими молекулами несколько препятствует процессам переориентации, что проявляется как трение , или вязкость. В полярных кристаллах возможность дипольной переориентации существенно ограничена обычно имеется только определенное число устойчивых ориентаций, разделенных потенциальными барьерами. В этом случае при отсутствии электрического поля диполи ориентирова- [c.69]

В отличие от остаточной поляризации электретов спонтанная поляризация характеризует термодинамически стабильное состояние полярных диэлектриков. Пироэлектричество, рассмотренное в 6.2, является одним из проявлений спонтанной поляризации полярных кристаллов для первичного ( истинного ) пироэффекта появляющийся при изменении температуры пироток или пиропотенциал обусловлен температурным разупорядочением спонтанно поляризованного кристалла. [c.176]

Наиболее интересным образом спонтанная поляризация проявляется в сегнетоэлектриках — веществах, где Рс может изменять направление под действием электрического поля. Поэтому сегне-тоэлектрики можно определить как подкласс пироэлектриков, в которых спонтанно поляризованное состояние является лабильным (податливым) и существенно изменяется под действием электрического поля, температуры, давления (рис. 6.7) и других факторов. При переполяризации электрическое поле, практически не изменяя модуля Рс. меняет ее направление (см. рис. 6.7,а). Повышение температуры выше критической приводит к исчезновению Рс (см. рис. 6.7,6). В линейных пироэлектриках воздействие Е, Т или р также изменяет Рс, но в существенно меньшей степени Рс обращается в нуль только при плавлении полярного кристалла. Поэтому сегнетоэлектрики можно называть нелинейными пироэлектриками, а также пироэлектриками, разбивающимися на домены [77, 80—84]. [c.176]

По наличию или отсутствию полярных направлений в кристаллах все 32 кристаллических класса целесообразно разделить на три части. К первой из них отнесем кристаллы, имеющие особенные полярные направления и только те элементы симметрии, которые содержатся в группе полярного вектора. Этой группе подчинены 10 групп 1, 2, 3, 4, 6, т, тт2, Зт, Атт, Qmm. Кристаллы, принадлежащие к этим группам, мы будем называть полярными. Представителем полярных кристаллов является кристалл турмалина. Из семи предельных групп симметрии две — сю и оотт — описывают симметрию полярных фигур (например, конусов). [c.20]

Прп П0М01ЦИ подобных таблиц определяется симметрия сегнетоэлектрического кристалла в монодоменном состоянии. В этом состоянии кристалл может прииадлен ать к одной из пироэлектрических групп и всегда является полярным кристаллом . Такой же симметрией обладают и от- [c.51]

Для повышения чувствительности дополнительное напряжение д. б. включено таким образом, чтобы полярность его совпадала с направлением выпрямленного тока в Д., т. е. с полярностью кристалла. Полярность кристалла (табл. 2) называется положительной, если ныпрямленный ток в контакте течет по направлению от кристалла к металлу (остриго). [c.261]

Имеются ситуации, в которых электроны или, что более обычно, дырки самозахватываются, оказавшись в асимметричном поле, образованном локальной деформацией решетки. С наибольшей вероятностью это происходит, когда в подходящем крае энергетической зоны имеет место вырождение, а сам кристалл относится к числу полярных кристаллов (таких, как. например, кристаллы галогенидов щелочных металлов или гало-генидов серебра). В этих случаях имеет место сильная связь частицы с решеткой. Вырождение здесь означает, что при данной величине волнового вектора две или более энергетические зоны имеют одну и ту же энергию. Край валентной зоны оказывается вырожденным чаще, чем край зоны проводимости. Образующиеся дырки самозахватываются во всех галогенидах щелочных металлов и в галогенидах серебра (см. обсуждение этого вопроса в гл. 19 в связи с так называемыми / -центрами). [c.416]

На примере относительно сильной связи элект онов с оптическими фононами в полярных кристаллах мы рассмотрим перенормировку энергии и массы электрона и при этом введем понятие полярона как новой квазичастицы. В конце 50 мы еще раз вернемся в общем виде к перенормировке электронных и фонон-ных состояний при их взаимодействии. [c.194]

В полярных кристаллах, как показано в 50, мы можем рассматривать электрон вместе с его поляризационным облаком как полярон. При слабой связи поляроп является квазичастицей, которая отличается от электрона в кристалле только своей эффективной массой. При более сильной связи возникают дополнительные трудности. Подвижность электронов (поляронов) в таких кристаллах в большинстве случаев очень мала. Если из подвижности вычислить длину свободного пробега между двумя процессами взаимодействия, то получается величина порядка атомных расстояний в решетке. Тогда, конечно, не имеет смысла квазичастицу кристаллический электрон описывать уравнением Больцмана. Гораздо правильнее рассматривать микроскопическое движение электрона совместно в потенциальном поле решетки и во внешнем поле. Это движение складывается из отдельных переходов, в которых электрон перескакивает из одного потенциального минимума в соседний (процессы перескока). Здесь необходим другой теоретический подход, к которому мы сможем обратиться только в третьем выпуске ). По вопросу о поляронной проводимости см. литературу, проведенную в 50. [c.247]

Так как оба базисных атома одинаковы, то ветви А и ТА, как, соответственно, и ветви 0 и ТО, должны быть вырождены в Г. Расщепление Лиддена —Закса—Теллера (см. (36.13)) на оптических ветвях осуществляется только у полярных кристаллов. Неприводимые представления для акустических и оптических фононов группы Г должны быть трехмерными неприводимыми пред ставлениямн группы Од. Все трехмерные неприводимые представления группы Од расщепляются вдоль осей Дна одно двухмерное и одно одномерное представление. Отсюда мы можем сделать вывод, что вдоль осей Д поперечные ветви (как Т А-ветвь,так к ГО-ветвь)должны быть вырождены по симметрии. Если перейти от осей к произвольной точке, то и это вырождение будет снято. Таблица совместности точечной группы Од, т. е. пространственной группы структуры алмаза, показывает, что обе продольные ветви в точках X должны быть вырождены, поперечные ветви вдоль осей Л вырождены попарно, однако вдоль осей 2 онн расщепляются. Существенные результаты, приведенные на рис. 48, могут быть Получены с помощью теории групп. [c.382]

Это название (руго — огонь) отражает тот факт, что в обычных условиях дипольный момент пироэлектрического кристалла не заметен — он нейтрализуется слоями ионов, попадающих из атмосферы на грани кристалла. Если, однако, нагреть кристалл, то компенсация уже не будет полной, поскольку поляризация изменится благодаря тепловому расширению кристалла, нейтрализующие ионы начнут испаряться и т. п. Поэтому вначале пироэлектрический эффект объясняли образованием электрического момента при нагревании. [Иногда такие кристаллы называют не пироэлектрическими, а полярными. Однако название полярный кристалл лучше не применять, поскольку оно широко используется также как синоним термина ионный кристалл (независимо от того, является последний пироэлектриком или нет).] Наличие пе равной нулю суммарной поляризации может также маскироваться доменной структурой, как и в случае ферромагнетиков (см. гл. 33). [c.179]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...