Влияние легирования хромом на релаксационные процессы в монокристаллах SBN-61

Пилипенко, Анатолий Сергеевич

Влияние легирования хромом на релаксационные процессы в монокристаллах SBN-61 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Пилипенко, Анатолий Сергеевич АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Волгоград МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Влияние легирования хромом на релаксационные процессы в монокристаллах SBN-61»

Автореферат диссертации на тему "Влияние легирования хромом на релаксационные процессы в монокристаллах SBN-61"

На правах рукописи

Ои^4 '

ПИЛШТЕНКО Анатолий Сергеевич

¿¡7

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ ХРОМОМ НА РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В МОНОКРИСТАЛЛАХ 8ВЫ-61

Специальность: 01.04.07 - Физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

о--::

г-

Воронеж - 2009

003471422

Работа выполнена в ГОУВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет».

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

доцент

Бурханов Анвер Идрисович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

доцент

Короткое Леонид Николаевич;

кандидат физико-математических наук, доцент

Медников Станислав Владимирович

Ведущая организация ГОУВПО «Тверской

государственный университет»

Защита состоится « &$>> июня__ 2009 г. в "" часов в конференц-зале

на заседании диссертационного совета Д 212.037.06. ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет».

Автореферат разослан « 20 » мал. 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Горлов М.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальпость темы. В настоящее время пристальное внимание привлекают к себе релаксорные сегаетоэлектрики (РСЭ) в силу перспективности их применения в современном приборостроении в качестве малогабаритных многослойных конденсаторов, пьезоэлементов, электроакустических преобразователей, фильтров, нелинейных ёмкостных элементов, позисторов, оптических устройств для записи, хранения и обработки информации. Однако вопрос о природе релаксоров до сих пор остается открытым. Кроме того, до конца не ясны процессы, происходящие при размытых фазовых переходах (РФП), влияние дефектов на эти процессы, а также влияние степени упорядочения на характер ФП в этих веществах.

Разупорядочение структуры релаксоров существенно влияет на их физические свойства. Учитывая, что в подобных материалах времена релаксации поляризации могут достигать очень больших величин (х ~ 10й с), применение низко- (НЧ) и инфранизкочастотной (ИНЧ) диэлектрической спектроскопии является актуальным при изучении таких объектов. Примером материалов с развитой дефектной структурой являются монокристаллы семейства БВМ. Широкие возможности для фундаментальных исследований и практических применений монокристаллов БВЫ обусловлены сильным влиянием примесей на их физические свойства. Поэтому оптимизация свойств

путем подбора легирующих примесей является важной задачей.

Тематика диссертации соответствует «Перечню приоритетных направлений фундаментальных исследований», утвержденных Президиумом РАН, а работа является частью комплексных исследований по изучению физических свойств электрически активных материалов, проводимых на кафедре физики Волгоградского архитектурно-строительного университета.

Целью работ).» являлось установление закономерностей влияния примеси хрома малой концентрации (< 0.01 вес.%) на низко- и инфранизкочастотные диэлектрические, поляризационные и ультразвуковые акустические свойства монокристаллов ниобата бария-стронция 5гоб1Вао.з9^Ъ2Об (БВК) в широком интервале температур (от -190 °С до +120 °С).

В соответствии с поставленной целью решались следующие основные задачи:

1. Экспериментальные исследования влияния малой концентрации примеси хрома на диэлектрический отклик и упругое свойства номинально чистых монокристаллов БВЫ.

2. Изучение влияния примеси хрома на особенности фазового перехода в монокристаллах ниобата бария-стронция.

3. Исследование поляризационных характеристик нелегированных и легированных хромом монокристаллов 8ВИ при воздействии электрического поля различной амплитуды и частоты.

Объекты исследований. В качестве объектов исследований выбраны сегнетоэлектрические твердые растворы монокристаллов ниобата бария-

стронция SBN-61 (общей формулой Sro^iBao^NbaOe) с различным содержанием примеси хрома (0, 0.005, 0.01 вес.%), выращенные модифицированным методом Степанова в Институте общей физики им. A.M. Прохорова РАН. Данные монокристаллические материалы представляют собой прозрачные кристаллы, имеющие важное практическое применение, например, в качестве голографических сред для оптической памяти и обработки оптической информации, а также для преобразования частот оптического излучения на доменной структуре. По ряду физических свойств эти материалы относятся к сегнетоэяектрикам с сильно размытым фазовым переходом, вследствие чего они представляют большой интерес, как с точки зрения фундаментальных исследований, так и в связи с перспективностью применения их в технике.

Научная новизна.

1. Показано, что введение в малых концентрациях примеси хрома в монокристаллы SBN приводит к увеличению степени размытия сегнетоэлектрического фазового перехода и смещению его в область низких температур.

2. Обнаружены максимумы на температурных зависимостях коэффициента затухания акустических колебаний в монокристаллах SBN в области сегнетоэлектрического фазового перехода, преимущественно обусловленные рассеянием энергии упругих колебаний вследствие их взаимодействия с доменными границами.

3. Установлено увеличение диэлектрических потерь в монокристаллах SBN в некотором интервале температур, лежащем ниже Т ~ -150 °С, сопровождающееся возрастанием диссипации упругой энергии.

4. Показано, что энергия, затрачиваемая на переполяризацию монокристаллов SBN, является степенной функцией электрического поля с показателем степени, возрастающим с увеличением концентрации примеси Сг.

Практическая значимость. Результаты и установленные закономерности изменения диэлектрических и акустических параметров монокристаллов семейства SBN с примесью хрома позволяют значительно пополнить имеющуюся информацию о процессах диэлектрической релаксации в материалах, обладающих РФП, что будет полезно для исследователей, занимающихся изучением свойств материалов со структурой тетрагональной калий-вольфрамовой бронзы и релаксорных сегнстоэлектриков в целом. Также результаты работы могут быть использованы разработчиками устройств на основе сегнетоэлектриков с заданными параметрами, например систем топографической записи информации и электрооптических модуляторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Примесь Сг оказывает существенное влияние на диэлектрические и упругие свойства монокристаллов SBN уже при концентрациях 0.005 вес.%.

2. Температура, соответствующая исчезновению остаточной поляризации монокристаллов SBN, понижается с увеличением содержания в них атомов Сг.

3. Установлено увеличение диэлектрических потерь в номинально чистых и легированных хромом монокристаллах Sro.6iBao.39Nb206 в некотором интервале

температур, лежащем ниже Т ~ -150 °С, сопровождается возрастанием диссипации упругой энергии,

4. Возникновение максимума диэлектрической проницаемости при температурах существенно ниже области Кюри обусловлено спецификой необратимою движения доменных границ в условиях действия измерительного поля частотой 0.1-10 Гц и амплитудой 0.56 - 5.56 кВ/см.

Апробация работы. Основные результаты, изложенные в диссертационной работе, докладывались на: XI Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (ВолГУ, Волгоград, 2006); III Международной конференции "Кристаллофизика XXI века" (МИСиС, Черноголовка, 2006); Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (МИРЭА, Москва, 2006); Международной конференции "Функциональные материалы и нанотехнологии FMNT'2007" (Рига, Латам, 2007); 13-й Всероссийской Конференции Студентов Физиков и Молодых Ученых ВНКСФ-13 (ЮФУ, Ростов-на-Дону - Таганрог, 2007); Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» (институт физики ДагНЦ РАН, Махачкала, 2007); 14-й Всероссийской Конференции Студентов Физиков и Молодых Ученых ВНКСФ-14 (БатГУ, Уфа, 2008); XI международной конференции "Физика диэлектриков" (Диэлектрики - 2003) (институт им. Герцена, Санкт-Петербург, 2008); XVIII Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков ВКС - 18 (ЛЭТИ, Санкт-Петербург, 200S); V Международной научно-технической школе-конференции «Молодые ученые - 2008» (МИРЭА, Москва, 2008); Ежегодных научно-технических конференциях ВолгГАСУ (2006,2007,2008).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата [1-5,8,9,11,13-15], лично соискателю принадлежат: подготовка образцов для эксперимента, получение и анализ экспериментальных данных, обсуждение полученных результатов и подготовка работ к печати. Постановка задачи, анализ и обобщение данных, формулировка выводов по работе осуществлены совместно с научным руководителем д.ф.-м.н., доц. А.И. Бурхановым. Соавтором публикаций д.т.н., с.н.с. Ивлевой Л.И были получены образцы исследуемых монокристаллов.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы из 137 наименований и пяти приложений. Основная . часть работы изложена на 127 страницах, содержит 51 рисунок и б таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность решаемой проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, обоснован выбор объектов

исследования, указана новизна результатов, дапо краткое содержание глав диссертации.

В первой главе обобщены и систематизированы литературные данные, характеризующие современное состояние исследований физических свойств СЭ кристаллов-релаксоров. Представлены основные модели, позволяющие описать поведение диэлектрических параметров релаксорных материалов во всей области размытого фазового перехода. Описаны основные методики исследования и наблюдения доменной структуры релаксоров. Проведен анализ литературных данных по поведению диэлектрических свойств и структуры монокристаллов БВК при различных внешних воздействиях. Отмечено, что, несмотря на весьма значительное количество работ, посвященных изучению физических свойств систем на основе твердых растворов БВИ, исследования данного материала в НЧ-ИНЧ области и слабых измерительных полях в широком температурном диапазоне практически отсутствуют, так же, как и данные по акустическим свойствам 8ВИ, в том числе легированных составов.

Во второй главе излагаются методики измерений комплексной диэлектрической проницаемости е* в НЧ-ИНЧ диапазоне измерительных полей при напряженности измерительного поля Ео < 1 В/см, наблюдения петель поляризации на НЧ и ИНЧ при различных амплитудах полей и широком температурном интервале, включающем температуру ФП, резонансный метод измерения акустических параметров кристалла. Указана методика изготовления и подготовки образцов.

В третьей главе приведены и обсуждаются экспериментальные результаты исследований НЧ-ИНЧ диэлектрических свойств монокристаллов 8ВЫ-61 с примесью хрома (х - 0, 0.005, 0.01) в слабых измерительных полях, а также результаты изучения отклика указанных составов на ультразвуковое воздействие. Анализ полученных зависимостей е'(Т) и е"(Т) показал, что с

е".10эт 20

90 120

Рис. 1.Температурные зависимости е'(Т) (сплошные линии) и е"(Т) (штриховые линии) в области СЭ ФП, на частотах 1 Гц (а) и 1 кГц (б) в направлении [001] в монокристаллах 8ВК:Сгх3+ при различных концентрациях примеси Сгх3+.

ростом концентрации примеси температуры Тт максимумов кривых е'(Т) и е"(Т) смешаются в область более низких температур, а величины самих максимумов изменяются немонотонно (см. рис.1 и табл.1). Поскольку при легировании атомы хрома Сг3+ замещают атомы ниобия Nb5\ то возникающие в структуре ниобата бария-стронция кислородные вакансии оказывают непосредственное влияние на параметры решетки с и а. Увеличение значений s'max при легировании примесью хрома малой концентрации, вероятно, указывает на образование вакансий кислорода в основном в положении 0(4,5), приводящее к увеличению постоянной решетки с.

Согласно литературным данным добавка Сг в количестве 2 вес.% уменьшает s'max. Такое отличие влияния большой и малой концентрации Сг3+ на е'шах указывает на существование некоторой граничной концентрации, при превышении которой становится невыгодным с точки зрения стабильности решетки образование вакансий 0(4,5). В нашем случае можно утверждать, что граничная концентрация хрома должна быть больше 0.01 вес.%.

Таблица I.

Значения температур максимумов и максимальных зинчений е max н £ шах Д '-^ монокристаллов SBNiCiy" при различной концентрации примеси.

кони. Crxi+, вес.% х = 0 х = 0.005 х = 0.01

v 1 Гц 1 кГц 1 1 Гц 1 кГц 1 Гц ! 1 кГц

Тт(Ь г", "и ) 1 С 82 84 79 82 76 1 79

'we",,«), "С SO 82 76 79 74 75

^ шах 58.5-103 39.6-103 80.5-103 54.8-103 75.9-103 56.2-103

S max 8.2-103 2.8-103 П.7-103 4.3-103 8.7-103 3.6-103

Анализ поведения диэлектрического отклика монокристаллов БВЫ'.Сг показал, что в области температур ниже 70 °С и выше 100 °С выполняется закон Кюри-Вейсса (рис.2):

где С и Тк_в - постоянная и температура Кюри-Вейсса соответственно. Для релаксорных сегнетоэлектриков, к которым относится и SBN, справедливо говорить не о точке, а об области ФП ввиду его «размытости» из-за распределения различных областей кристалла по их локальным температурам Кюри Of. Поэтому в окрестности Ут температурная зависимость обратной диэлектрической проницаемости 1/е'(Т) описывается выражением, характерным для материалов с РФП:

l = (2)

i Ет

В температурной области, где выполняется закон К-В, были определены температуры и постоянные К-В для монокристаллов SBN:CrxJ+ (таблица 2). Из выражения (2) можно определить параметр размытия ФП а (также см. табл.2).

Рис.2. Температурные зависимости 1/е'(Т) в монокристалле SBN:Crx3+ (х = 0.005), измеренные в направлениях [001] и [1С0] на частотах 1 Гц и 1 кГц.

Таблица 2.

Значения температур и постоянных К-В, а также параметров размытия, нопутениых из вида зависимостей Ь'е'(Т) в монокристаллах SBN:Cr>t3+.

кояц. Сг/+, вес.% х = 0 х = 0.005 х = 0.01

V 1 Гц 1 кГц 1 Гц 1 кГц 1 Гц 1 кГц

Тк-в,°С 78 80 74 76 72 75

С(Т<Гт), "С 1.7-Ю3 1.3-105 2.6-ю5 2-го5 1.8-105 1.3-105

С('Г>ТИ), °С 5.5-105 5.2-103 6.8-105 6.2-105 5.7-105 5.7-105

сг, °С 6.6 7.9 7.3 8.3 8.1 9.4

Таким образом, добавление малой концентрации хрома уменьшает температуру ФП и увеличивает его размытие. Подобное влияние примеси можно объяснить с помощью модели Смоленского и Исупова, в которой возникновение полярных областей в параэлектрической фазе связывается с флуктуациями состава. Так как локальная точка Кюри 0£ зависит от состава, то вследствие микроскопической неоднородности фазовое превращение в различных млкрообластях кристалла происходит при разных 0£ и переход во всем образце размывается. Данная модель предсказывает увеличение разброса локальных 0£ с возрастанием неоднородности системы. В нашем случае добавление примеси хрома приводит к образованию кислородных вакансий и, соответственно, увеличивает степень беспорядка, что наглядно демонстрируется величиной параметра размытая (табл.2). Для системы SBN увеличение неупорядоченности приводит к сдвигу температуры ФП в область низких температур; подобный результат наблюдается в соединениях типа АВОз при появлении кислородных вакансий. Как показано в настоящей работе (табл.1 и 2), аналогичная ситуация наблюдается и при легировании хромом. Следует отметить, что соотношения констант К-В для полярной и неполярной фаз для всех исследованных составов близки к 4 (по крайней мере, для частоты 1 кГц). Данный факт, а также наблюдаемый при измерениях в режиме нагрева-охлаждения температурный гистерезис зависимости е'(Т) говорит о том, что ФП в монокристаллах SBN:Crx3+имеет признаки ФП первого рода.

Во втором разделе главы представлены результаты исследования и анализ НЧ-ИНЧ отклика е* в монокристаллах SBN:Cr в температурном интервале от комнатной температуры до температуры кипения жидкого азота. Установлено, что для НЧ-ИНЧ диапазона частот характер диэлектрического отклика в низкотемпературной области как б'(Т), так и s"(T) практически не зависит от наличия примеси хрома в данном материале (рис.3). Дисперсия е'(Т) сохраняется вплоть до Т ~ -150 °С, как по направлению [001], так и по [100].

При температурах ниже Т = -120 °С глубина дисперсии As' = е',Гп - е'ь.Гц существенным образом уменьшается. При Т —120 °С также наблюдается излом е"(Т), температура которого зависит от частоты поля, что свидетельствует о релаксационном характере наблюдаемой дисперсии. Такое поведение диэлектрического отклика обусловлено тем, что в указанной температурной области имеет место «замораживание» доменной структуры. Данное явление наблюдалось ранее в SBN с различным отношением Sr/Ba и SBN с примесью La.

При Т < -150 °С происходит рост значений диэлектрических потерь s"(T), особенно выраженный в направлении [100] на частоте 1 кГц. Данный рост, на наш взгляд, указывает на существование в системе SBN еще одной низкотемпературной аномалии с"(Т) в виде максимума в направлении [100] при Т < -200 °С, подобной той, о которой сообщалось для системы KNSBN.

В третьем разделе обсуждаются представленные на рис.4 результаты по исследованию акустических параметров монокристаллов SBN:Cr в широкой области температур. Из рис.4 следует, что имеет место размытый несимметричный максимум затухания а(Т) при некоторой температуре Та. Несимметричность кривой а(Т) в области фазового перехода из ссгнетоэлектрической в параэлектрическую фазу обусловлена рассеянием звука на доменной структуре в сегнетофазе, т.е. при Т<Тт имеет место влияние релаксационного затухания. Данный факт подтверждается резким спадом кривой затухания после максимума, что обусловлено распадом доменной структуры (сформированной при предварительной поляризации образцов) при

Рис.3. Низкотемпературные зависимости е'(Т) и е"(Т) монокристалла 5В№Сгх3+ (х = 0.005), измеренные в направлениях [001] и [100] на частотах 1 Гц и 1 кГц.

температурах, близких к Тт. Сдвиг температуры максимума а(Т) в сторону низких температур при увеличении концентрации примеси связан с тем, что у номинально чистого образца остаточная поляризация сохраняется до более высотах температур.

Кривая спада

относительной скорости звука в диапазоне температур от Тг до Тш аппроксимируется степенной зависимостью вида

ч„№=А+Вх(Те-Т)т, (3) где А и В - постоянные. Подобная степенная

зависимость появляется при описании акустических свойств материалов при фазовом переходе с использованием теории Ландау. При этом в разложении потенциала

взаимодействия упругой волны с параметром порядка (поляризацией) учитывается в основном вклад членов, описывающих квадратичную электрострикционную связь (это обуславливается симметрией системы и отсутствием заметных отрицательных скачков скорости при Тс). Поскольку в данном случае упругие модули изменяются как квадрат параметра порядка, то температурный ход vrei(T) описывает поведение поляризации материала при фазовом переходе.

Установлено, что значения Тс соответствуют температурам максимумов кривых е'(Т), полученных при измерениях в направлении [001] на частоте 1 Гц. Тс оказывается на несколько ¡радусов (2-^6 °С) выше Та. Такое поведение акустических параметров SBN:Cr вблизи ФП согласуется с данными исследований модельного релаксора PMN. Однако в SBN размытие максимума а(Т) разница (Тс-Та) значительно меньше, чем у PMN. Таким образом можно утверждать, что, несмотря на релаксорные свойства, систему SBN-61 следует поставить в более близкое положение к СЭ, чем к релаксорам.

В области температур Т < -150 °С обнаружен рост значений а(Т) и vrei(T) (рис.5). Такое поведение акустических параметров, проявляющееся в температурной области значительно ниже СЭ ФП, может указывать на структурную природу изменений а(Т) и vrei(T), как это происходит при фазовых превращениях с изменением симметрии решетки кристалла. Однако в SBN но

И 70 90 20 40 60 60 100

50 70 90 20 40 60 60 100

Рис.4. Температурные зависимости затухания а(Т) (а) и относительной скорости звука уге1(Т) (б) монокристаллов 8ВМ:Сгк3+ в области ФП. Сплошными линиями на части б) показаны аппроксимации ^(Т) степенной зависимостью вида

(3).

14 12 10 В 6 4

о. . . . , . . . . , . —,

-200 -150 -100 -50 0 50 100 -200 -150 -100 -50 0 50 100

Ркс.5. Температурные зависимости затухания а(Т) (а) и относительной скорости звука Vrd(T) (б) монокристаллов

данным структурных исследований такого низкотемпературного ФП не. обнаруживается. Отмечается, что вследствие незаполненности структуры SBN и статистического распределения Ва и Sr элементарная ячейка искажается и кислородные октаэдры Nb06 поворачиваются, а поведение физических свойств при Т < -170 °С связывается с замораживанием кислородных октаэдров.

В конце главы 3 проводится краткое обобщение и анализ результатов, полученных в данной глава.

В четвертой главе представлены и обсуждаются экспериментальные результаты по исследованию влияния сильных (Е >0.5 кВ/см) переменных ИНЧ полей на диэлектрический отклик монокристаллов системы SBN. В первом параграфе представлена температурная эволюция петель поляризации (ГШ), полученных при воздействии поля различной частоты и амплитуды. При Т ~ -150 °С форма ПП практически совпадает с формой ПП линейного диэлектрика с малыми потерями (рис.6). Повышение температуры приводит к постепенному разворачиванию ПП и при -150 °С < Т< -80 °С ПП имеют вид рэлеевскпх двуугольников, что указывает на проявление доменного вклада в механизмах поляризации данного материала. Этот вклад становится преобладающим при Т > -10 СС, где ПП даже в средних полях быстро 1 становятся параллелограммами с «крутым» фронтом поляризации. На частоте 10 Гц такие ПП наблюдаются при более высоких температурах (ДТ ~ 40 °С). При температурах, лежащих несколько ниже температуры максимума е'(Т) (Т ~ 20 -г 50 °С), наблюдается следующая особенность поведения ПП: при каждом последующем измерении для достижения конкретного значения поляризации требуется большее поле (т.н. «разворачивающиеся» ПП). На наш взгляд, это обусловлено неупорядоченностью структуры SBN , когда многие облаете кристалла при первом цикле изменения поля переходят в равновесные состояния, а при последующих измерениях для преодоления потенциальных барьеров требуется прикладывать большее поле.

—т-ч-тт

Р, мкКл/см

V——- ■и—

1 кВ/См

Р, МкКл/СМ*

г,

Р, мкКл/см1

1 Е, кВ/см

: Л Щ

Г//

1 £, гВ/см

р. ввкл/см2

Н1'

=4-

\ •У

Р, мкКл'ш2

1 Е, Кб/см

I е, кв/ш

Р, мкКл/смг

1 Е, кБ/см

р, иккп1см!

1 Е. кв;см

Рис.6. Петли поляризации монокристалла БВК:Сгх * (х - 0.005), наблюдаемые при V = 0.1 Гц.

При Т1П проявляется перетяжка ПП (или двойная петля) указывающая на то, что под действием поля меняется фазовое состояние материала (от макроскопически неполярного к полярному и наоборот). Нагрев (Т > Тт) приводит к тому, что ПП принимают вид узких вытянутых эллипсов, т.е. материал переходит в ПЭ фазу. Некоторое уширение ПП при увеличении амплитуды поля при Т > Тт связано с увеличивающимся вкладом проводимости материала.

Во втором разделе главы рассматриваются температурно-полевые зависимости количественных характеристик, полученных при обсчете ПП: эффективной диэлектрической проницаемости и площади ПП. Отмечаются характерные особенности, проявляющиеся в температурно-полевом поведении рассчитанных параметров.

На рис.7 представлены температурно-полевые зависимости эффективной диэлектрической проницаемости Е',фф(Т,Е) состава 5ВМ:Сгх3+ (х = 0.005). На температурных срезах е'Эфф(Т) (рис.8) можно выделить следующие особенности поведения диэлектрического отклика системы БВИ в сильных полях, В области низких температур выделяется дополнительный максимум е'Эфф(Т) при Т5 ~ -70 °С. По-видимому, указанная аномалия обусловлена теми же процессами, что и разворачивающиеся ПП. Т.е. при данной температуре некоторые области

Ряс.7. Зависимости эффективной диэлектрической проницаемости е'зфф'ТД) монокристалла БВ№Стх3+ (х =• 0.005) на частотах 0.1 Гц (а) и 10 Гц (б).

кристалла могут перейти в равновесные состояния, соответствующие глубоким минимумам Р(Р), и на время выключиться из дальнейшего процесса переполяризации. Расхождение с описанным выше механизмом заключается в том, что для преодоления этих барьеров требуется не прикладывать большее поле, а увеличивать температуру образца (в условиях эксперимента величина поля ограничена). Воздействие достаточно сильного поля (Е > 5.56 кВ/'см) вероятнее всего, приведет к тому, что низкотемпературный максимум £'Эфф(Т) исчезнет. Этот процесс можно также связать с увеличивающимся вкладом движения ДГ в е'эфф.

В области температур Т < Тт с увеличением амплитуды Е начинает проявляться еще одна аномалия н'Эфф(Т) в виде «ступени». Значения полей, при которых появляются «ступени» Ея практически совпадают со значениями коэрцитивных полей Е„ рассчитанных по экстремуму зависимости ск'эфф/с1Е, т.е. температурные зависимости ЕК(Т) отражают поведение коэрцитивных полей материала ЕС(Т). В данной области температур определяющую роль играет пиннинг ДГ на дефектах, обусловливающий сильную частотную зависимость ЕЯ(Т).

Г=10Гя

10'

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 т,°с

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 т, °с

Рис.8. Температурные зависимости £'Эфф(Т) монокристаллов 8В№Сгх (х = 0.005) при различных амплитудах цоля (частоты 0.1 Гц и 10 Гц).

При Ттах - 78 °С (т.е. в области СЭ фазового перехода) основной максимум с'зфф(Т) при увеличении поля уменьшается (что наиболее выражено на частоте 0.1 Гц и в случае легированных кристаллов). Такое поведение е'эфф(Т) связывается с быстрым насыщением поляризации даже в средних полях. Это возможно в том случае, если при Т ~ Ттм имеются «быстрые» легко переориентируемые диполи, в качестве которых могут выступать полярные нанообласти (ПНО).

При введении в образец примеси хрома значения е'эфф(Т) уменьшаются в диапазоне (Т5, -г- Ттах), что связывается с увеличением концентрации дефектов при введении примеси, которые затрудняют движение ДГ, уменьшая их вклад в диэлектрическую проницаемость образца. С ростом концентрации Сг смещается в сторону низких температур и дополнительный низкотемпературный максимум с'Эфф(Т).

В работе проведен анализ поведения зависимости площади ПП Б от амплитуды измерительного поля в температурной области Т < Т8 (рис.9). Установлено, что зависимость 8(Е) во всем диапазоне амплитуд подчиняется степенному закону Б ~ Еа (8 - в относительных единицах). Показано, что показатель а увеличивается при увеличении температуры и уменьшении частоты, а также с ростом концентрации примеси (таблица 3). Частотно-температурная зависимость а обусловлена тем, что в области Т < Т5 основной

10" ю-1

:о-3

10"

10'

10"

Е, кВ/см

Рис.9. Зависимости площади петли поляризации от амплитуды поля для монокристалла ЙВМСгх3*' (х = 0.005) в температурной области Т < Т; при частотах 0.1 (а) и 10 Гц (б).

Таблица 3.

Значения показателя степени а в степенном законе Б ~ Еа для монокристаллов 8ЬШ:Сгх3+ при различном значении концентрации примеси.

кони. Сг/Т, вес.% х = 0 х = 0.005 х = 0.01

Т,°С 0.1 Гц 10 Гц 0.1 Гц 10 Гц 0.1 Гц 10 Гц

-150 1.32 1.07 1.38 1.22 2.16 2.04

-130 1.75 1.19 1.81 1.25 2.32 2.1

-110 1.99 1.26 2.24 1.38 2.53 2.22

-90 - 1.54 - 1.62 - 2.42

-70 - 1.92 - 2.18 - 2.54

вклад в процессы переполяризации вносится обратимым движением ДГ. Преобладание вклада необратимого движения ДГ (и отклонения от степенного закона) на более высокой частоте наблюдается при больших температурах.

Концентрационная зависимость а указывает на большие диэлектрические потери у легированных кристаллов, возникающие, по нашему мнению, за счет увеличения степени разупорядоченности при введении примеси. Это согласуется с данными по исследованию диэлектрического отклика в слабых полях, где значения е" легированных кристаллов превышают значения е", где значения е" легированных кристаллов превышают значения г", полученные для «чистого» образца. В области выше Тга потери «чистого» 5ВМ-61 выше, чем у образцов с примесью, т.к. при Т > Тт на потери БВМ сильно влияет электропроводность материала, уменьшающаяся при легировании.

В третьем разделе главы представлено поведение нормированной остаточной поляризации Р,/Ртах(Т), полученных из обсчета ГШ, монокристаллов 8ВМ:Сг. На зависимостях Рг/Рюах(Т) при максимальной амплитуде поля на инфранизкой частоте выделяются две температурные области, где изменяется характер зависимости Рг/Рщгх(Т) (рис.10). Так при температуре Т ~ 40 °С сначала имеет место спад Р/РШах(Т), заканчивающийся небольшим плато, после которого происходит резкий срыв зависимости Рг/РтахСТ). Такое поведение нормированной остаточной поляризации указывает на то, что ФП происходит в несколько этапов. Спад кривой Р/Рт^СТ) до плато обусловлен распадом доменного (макрополярного) состояния материала. Появление плато связано с процессами, когда под действием поля при температурах вблизи Т10 происходит изменение фазового состояния материала от макроскопически нелолярного к полярному. «Срыв» Р/РщахСГ) при Т ~ Тт указывает на то, что зависимость поляризации в области ФП не описывается квадратичным законом, как при ФП второго рода, что подтверждает предположение о ФП первого рода.

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 -200 -150 -100 -50 О 50 100 150

Т.'С Т.'С

» х=0 • х=0.005

Рис.10. Температурные зависимости отношения Рг/Рцих{Т) монокристаллов 81}Ы и 8ВН:Сгх31" (х = 0.005), измеренные на частоте 0.1 Гц при амплитудах приложенного поля 2.82 и 5.56 кВ/см.

С увеличением концентрации хрома температура «срыва» Р/Ршах(Т) сдвигается в область низких температур. Наличие примеси приводит к размытию аномалии в виде плато, т.е. Сг не только смещает температуру ФП вниз, но и несколько размывает сам ФП. Рост значений Р/Ртах(Т) при Т > 100 °С обусловлен большей электропроводностью SBN-61, как отмечалось выше.

Плавность хода кривой Pr/Pmax(T) при температурах вблизи Тт при меньших амплитудах поля свидетельствует о том, что данные поля меньше критических полей индуцирования. В то же время в средних полях наблюдается дополнительный максимум Pr/Pmax(T) и четко проявляется сдвиг температуры данного максимума в сторону низких температур при увеличении концентрации хрома, как и на зависимостях б'эфф(Т). В сильных полях дополнительный максимум не наблюдается, т.е. при увеличении амплитуды поля или уменьшении частоты данная аномалия сглаживается, что связывается с увеличением вклада необратимого движения ДГ в процессы поляризации

В конце главы 4 приводятся краткие обобщенные выводы дайной главы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение низко- и цнфранизкочастотного диэлектрического отклика монокристаллов ниобата бария-стронция, легированных хромом, в широкой температурной области и в широком интервале измерительных полей, а также изучение акустических свойств исследуемых кристаллов позволили получить новые данные о свойствах релаксорных сегнетоэлектриков семейства калий-вольфрамовых бронз (SBN). Основные результаты и выводы можно сформулировать еле,дующим образом:

1. На основании результатов изучения диэлектрического отклика монокристаллов Sro.6iBao.39Nb2.x06:Crx3+ установлено, что для кристаллов с содержанием примеси 0.005 вес.% и 0.01 вес.% происходит снижение температуры сегнетоэлектрического фазового перехода на ДТ = 2 и 4 °С, а также увеличение размытия фазового перехода на Да = 1 и 2 °С соответственно. Наблюдаемые эффекты связаны с образованием кислородных вакансий при замещении ниобия хромом.

2. При исследовании диэлектрических свойств монокристаллов SBN в низкотемпературной области как в направлении [001], так и в направлении [100] выявлены особенности поведения б*, заключающееся в существенном уменьшении глубины дисперсии в области температур Т ~ -120 °С, что объясняется процессами «замораживания» доменной структуры материала.

3. Обнаружены максимумы на температурных зависимостях коэффициента затухания акустических колебаний в монокристаллах SBN в области сегнетоэлектрического фазового перехода, обусловленные преимущественно рассеянием энергии упругих колебаний вследствие их взаимодействия с доменными границами.

теории Ландау. Температура Кюри, найденная путем экстраполяции температурных зависимостей скорости ультразвука, смещается в сторону низких температур при увеличении содержания атомов хрома в исследуемом материале.

5. Обнаружено увеличение диэлектрических потерь в номинально чистых н легированных хромом монокристаллах Sro.6iBao.3sNb206 в некотором интервале температур, лежащем ниже Т ~ - 150 °С, сопровождающееся возрастанием диссипации упругой энергии. Наличие примеси Cr не влияет на вид а(Т) при температурах ниже Т - -150 °С.

6. Посредством анализа петель диэлектрического гистерезиса показано, что энергия, затрачиваемая на перепояяризацию монокристаллов SBN, в области температур Т < -70 °С является степенной функцией электрического поля с показателем степени, возрастающим с увеличением концентрации примеси Cr в материале.

7. Экспериментально обнаружено (из анализа петель поляризации) понижение температуры, соответствующей исчезновению остаточной поляризации монокристаллов SBN, с увеличением в них содержания атомов Cr.

8. Показано, что максимум эффективной диэлектрической проницаемости при температурах существенно ниже области Кюри, обусловлен спецификой необратимого движения доменных границ в условиях действия измерительного поля частотой 0.1- 10 Гц и амплитудой 0.56 - 5.56 кВ/см.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1.А.И. Бурханов, A.C. Пилипенко, Л.И. Ивлсва. Диэлектрические и акустические свойства монокристаллов SBN в широком диапазоне температур // Известии вузов. Материалы электронной техники. 2007. Вып.З. С. 48-50.

2. Пилипенко A.C., Бурханов А.И., Ивлева Л.И. Температурная эволюция диэлектрических и акустических параметров монокристаллов SBN, легированных хромом // ФТТ. 2009. Т.51. Вып.З. С.543-546.

Статьи и материалы конференций:

3. Пилипенко A.C., Бурханов А.И., Ивлева Л.И. Поведение диэлектрических и акустических свойств монокристалла Sro.ei-xBaojciNt^OerCr,.3* в области фазового перехода // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения: материалы Междунар. науч.-тех. кояф. INTERMATIC-2006, чЛ Москва: МИРЭА, 2006. С. 94-96.

4. Пилипенко A.C. Физические свойства монокристалла Sro.6i.xB3o.39Nb206".Crx3+ в слабых измерительных полях в широком диапазоне температур. // XI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области: тез. докл. Волгоград. 2006. С. 61-63.

5. Бурханов А.И., Пилипенко A.C., Ивлева Л.И. Диэлектрические и акустические свойства монокристаллов SBN в широком диапазоне температур // "Кристаллофизика XXI века": тез. докл. Москва: МИСиС, 2006. С. 408.

6. Burkhanov, A. Pilipenko, L. Ivleva, I. Voronina. Investigation of hysteresis loops in SBN single crystals // Abstracts of the International Baltic Sea Repon Conference «Functional Materials and Nanotechnologies'2007», Book of Abstracts. Riga. Latvia. 2007. P. 105

7. Пилипенко A.C. Исследование процессов переполяризации монокристалла SBN-61 с примесью Cr. // XIII Всероссийская Конференция Студентов Физиков и Молодых Ученых: тез. докл. Таганрог. 2007. С. 206.

8. A.C. Пилипенко, А.И. Бурханов, Л.И. Ивлева. Влияние сильных электрических полей на диэлектрические свойства примесного монокристалла SBN в области размытого фазового перехода. // Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах: сборник трудов междунар. конф. Махачкала. 2007. С. 175-178.

9. Investigation of hysteresis loops in SBN single crystals. / Burkhanov A.I., Pilipenko A.S., Ivleva L.I., Voronina I.S. // Journal of Physics: Conference Series. 2007. Vol. 93. P.012020.

10. A.C. Пилипенко, А.И. Бурханов, Л.И. Ивлева. - Акустические свойства монокристаллов SBN:Cr. // ISSN 1994-0351. Интернет-вестник ВолгГАСУ. Политематическая сер. 2008. Вып. 1 (5). www, vestnik. vgasu.ru

11. Пилипенко A.C. Диэлектрические свойства релаксорных сегнетозлектриков со структурой калий-вольфрамовых бронз. // XIV Всероссийская Конференция Студентов Физиков и Молодых Ученых: тез. докл. Уфа. 2008. С. 203-204.

12. Пилипенко A.C. Температурно-полевая эволюция петель поляризации монокристалла SBN. // Материалы ежегод. науч.-практ. конф. ВолгГАСУ, 4.2: Волгоград, 2008. - С. 58-60.

13. Пилипенко A.C., Бурханов А.И., Ивлева Л.И. Исследование переполяризационных характеристик монокристалла SBN:Cr в окрестности фазового перехода. // Физика диэлектриков (Диэлектрики-2008): материалы XI Междунар. конф. Санкт-Петербург, 2008. С. 106-108.

14. A.C. Пилипенко, А.И. Бурханов, Л.И. Ивлева. Влияние примеси хрома на диэлектрические свойства монокристаллов SBN в сильных полях низкой частоты. // XVIII Всероссийская конференция по физике сегнетозлектриков: тез. конф. Санкт-Петербург. 2008. С. 217.

15. Пилипенко A.C., Бурханов А.И., Ивлева Л.И. Поведение диэлектрической проницаемости монокристаллов SBN:Cr при различных амплитудах измерительного поля // «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию» Молодые ученые - 2008: Материалы Междунар. науч.-тех. школы-конференции., ч.2. Москва: МИРЭА, 2008. - С. 68-71.

ПШШПЕНКО Анатолий Сергеевич

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ ХРОМОМ НА РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В МОНОКРИСТАЛЛАХ 8ВМ-61

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Подписано в печать 18.05.2009 Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Усл.псч.л. 1,4. Уч.-издл. 1.0 Тираж 100 экз. Заказ№ 420-

Волгетрадский государственный архитектурно-строительный университет 400074, Волгоград, ул. Академическая, 1 Сектор оперативной полиграфии ЦИ'Г

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Пилипенко, Анатолий Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. РЕЛАКСОРНЫЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ. ОСНОВНЫЕ МОДЕЛИ, ОПИСЫВАЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ РЕЛАКСАЦИИ ПОЛЯРИЗАЦИИ В ОБЛАСТИ РАЗМЫТОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА В

РСЭ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР).

1.1 Релаксорное состояние.

1.2. Модельные представления.

1.3. Исследования микроструктурных характеристик РСЭ.

1.3.1. Рентгенографический анализ РСЭ.

1.3.2. Высокоразрешающая электронная микроскопия (ВРЭМ).

1.4. Характеристика SBN как объекта с РФП.

1.4.1. Кристаллическая структура.

1.4.2. Сегнетоэлектрические свойства кристаллов семейства SBN.

1.4.3. Диэлектрические свойства кристаллов SBN в слабых полях.

1.4.4. Диэлектрические свойства кристаллов SBN в сильных полях.

1.4.5. Исследования доменной и кристаллической структуры SBN.

1.4.6. Влияние легирования на свойства SBN.

1.5. Выводы.

ГЛАВА 2. ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА, МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ И ПОДГОТОВКИ ОБРАЗЦОВ.

2.1. Экспериментальные установки для исследования диэлектрического отклика образцов.

2.2. Установка для измерения акустических параметров образцов.

2.3. Система стабилизации и измерения температуры.

2.4. Режимы измерений.

2.5. Образцы.

ГЛАВА 3. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛЕГИРОВАННЫХ КРИСТАЛЛОВ SBN-61 В СЛАБЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ

ПОЛЯХ.

ЗЛ. Частотно-температурные зависимости диэлектрической проницаемости монокристаллов SBN:Cr в области фазового перехода.

3.2. Частотно-температурные зависимости диэлектрической проницаемости монокристаллов SBN:Cr в области температур, лежащих ниже комнатной.

3.3. Температурные зависимости акустических параметров монокристаллов SBN:Cr.

3.4. Выводы.

ГЛАВА 4. ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЛЕГИРОВАННЫХ КРИСТАЛЛОВ SBN-61 ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПЕРЕМЕННЫХ ПОЛЕЙ РАЗЛИЧНОЙ АМПЛИТУДЫ.

4.1. Петли поляризации в монокристаллах SBN:Cr.

4.2. Температурно-полевые зависимости поляризационных характеристик монокристаллов SBN:Cr.

4.2.1. Диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери SBN:Cr в сильных полях.

4.2.2. Поведение остаточной поляризации в SBN:Cr.

4.3. Выводы.

Введение диссертация по физике, на тему "Влияние легирования хромом на релаксационные процессы в монокристаллах SBN-61"

Актуальность темы. В настоящее время пристальное внимание привлекают к себе релаксорные сегнетоэлектрики (РСЭ) в силу перспективности их применения в современном приборостроении в качестве малогабаритных многослойных конденсаторов, пьезоэлементов, электроакустических преобразователей, фильтров, нелинейных ёмкостных элементов, позисторов, оптических устройств для записи, хранения и обработки информации. Однако вопрос о природе релаксоров до сих пор остается открытым. Кроме того, до конца не ясны процессы, происходящие при размытых фазовых переходах (РФП), влияние дефектов на эти процессы, а также влияние степени упорядочения на характер ФП в этих веществах.

Разупорядочение структуры релаксоров существенно влияет на их физические свойства. Учитывая, что в подобных материалах времена релаксации поляризации могут достигать очень больших величин (т ~ 1012 с), применение низко- (НЧ) и инфранизкочастотной (ИНЧ) диэлектрической спектроскопии является актуальным при изучении таких объектов. Примером материалов с развитой дефектной структурой являются монокристаллы семейства SBN. Широкие возможности для фундаментальных исследований и практических применений монокристаллов SBN обусловлены сильным влиянием примесей на их физические свойства. Поэтому оптимизация свойств SBN путем подбора легирующих примесей является важной задачей.

Тематика диссертационной работы соответствует «Перечню приоритетных направлений фундаментальных исследований», утвержденных Президиумом РАН, а работа является частью комплексных исследований по изучению физических свойств электрически активных материалов, проводимых на кафедре физики Волгоградского архитектурно-строительного университета.

Целью работы являлось установление закономерностей влияния примеси хрома малой концентрации (< 0.01 вес.%) на низко- и инфранизкочастотные диэлектрические, поляризационные и ультразвуковые акустические свойства монокристаллов ниобата бария-стронция Sr0.6iBa0.39Nb2O6 (SBN) в широком интервале температур (от -190 °С до +120 °С).

В соответствии с поставленной целью решались следующие основные задачи:

1. Экспериментальные исследования влияния малой концентрации примеси хрома на диэлектрический отклик и упругие свойства номинально чистых монокристаллов SBN.

2. Изучение влияния примеси хрома на особенности фазового перехода в монокристаллах ниобата бария-стронция.

3. Исследование поляризационных характеристик нелегированных и легированных хромом монокристаллов SBN при воздействии электрического поля различной амплитуды и частоты.

Объекты исследований. В качестве объектов исследований выбраны сегнетоэлектрические твердые растворы монокристаллов ниобата бария-стронция SBN-61 (общей формулой Sr0,61Ba0.39Nb2O6) с различным содержанием примеси хрома (0, 0.005, 0.01 вес.%), выращенные модифицированным методом Степанова в Институте общей физики им. A.M. Прохорова РАН. Данные монокристаллические материалы представляют собой прозрачные кристаллы, имеющие важное практическое применение, например, в качестве голографических сред для оптической памяти и обработки оптической информации, а также для преобразования частот оптического излучения на доменной структуре. По ряду физических свойств эти материалы относятся к сегнетоэлектрикам с сильно размытым фазовым переходом, вследствие чего они представляют большой интерес, как с точки зрения фундаментальных исследований, так и в связи с перспективностью применения их в технике. Научная новизна.

3. Установлено увеличение диэлектрических потерь в монокристаллах SBN в некотором интервале температур, лежащем ниже - 150 °С, сопровождающееся возрастанием диссипации упругой энергии.

Практическая значимость. Результаты и установленные закономерности изменения диэлектрических и акустических параметров монокристаллов семейства SBN с примесью хрома позволяют значительно пополнить имеющуюся информацию о процессах диэлектрической релаксации в материалах, обладающих РФП, что будет полезно для исследователей, занимающихся изучением свойств материалов со структурой тетрагональной калий-вольфрамовой бронзы и релаксорных сегнетоэлектриков в целом. Также результаты работы могут быть использованы разработчиками устройств на основе сегнетоэлектриков с заданными параметрами, например систем голографической записи информации и электрооптичеких модуляторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

4. Возникновение максимума диэлектрической проницаемости при температурах существенно ниже области Кюри обусловлено спецификой необратимого движения доменных границ в условиях действия измерительного поля частотой 0.1- 10 Гц и амплитудой 0.56 - 5.56 кВ/см.

Ученых ВНКСФ-14 (БашГУ, Уфа, 2008); XI международной конференции "Физика диэлектриков" (Диэлектрики - 2008) (институт им. Герцена, Санкт-Петербург, 2008); XVIII Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков ВКС - 18 (ЛЭТИ, Санкт-Петербург, 2008); V Международной научно-технической школе-конференции «Молодые ученые - 2008» (МИРЭА, Москва, 2008); Ежегодных научно-технических конференциях ВолгГАСУ (2006,2007,2008).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 2 -в изданиях, рекомендованных ВАК РФ (список приведен в Приложении 1). В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателю принадлежат: подготовка образцов для эксперимента, получение и анализ экспериментальных данных, обсуждение полученных результатов и подготовка работ к печати. Постановка задачи, анализ и обобщение данных, формулировка выводов по работе осуществлены совместно с научным руководителем д.ф.-м.н., доц. А.И. Бурхановым. Соавтором публикаций д.т.н., с.н.с. Ивлевой Л.И были получены образцы исследуемых монокристаллов.

Структура и объем

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы из 137 наименований и пяти приложений. Основная часть работы изложена на 127 страницах, содержит 51 рисунок и 6 таблиц.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

Основные результаты, представленные в данной главе, опубликованы в работах автора А6-А9, А12-А15 (см. Приложение 4).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Изучение низко- и инфранизкочастотного диэлектрического отклика монокристаллов ниобата бария-стронция, легированных хромом, в широкой температурной области и в широком интервале измерительных полей, а также изучение акустических свойств исследуемых кристаллов позволили получить новые данные о свойствах релаксорных сегнетоэлектриков семейства калий-вольфрамовых бронз (SBN). Основные результаты и выводы можно сформулировать следующим образом:

1. На основании результатов изучения диэлектрического отклика монокристаллов Sr0 6iBa0 39Nb2-xO6:Crx3+ установлено, что для кристаллов с содержанием примеси 0.005 вес.% и 0.01 вес.% происходит снижение температуры сегнетоэлектрического фазового перехода на AT = 2 и 4 °С, а также увеличение размытия фазового перехода на Да = 1 и 2 °С соответственно. Наблюдаемые эффекты связаны с образованием кислородных вакансий при замещении ниобия хромом.

2. При исследовании диэлектрических свойств монокристаллов SBN в низкотемпературной области как в направлении [001], так и в направлении [100] выявлены особенности поведения е*, заключающееся в существенном уменьшении глубины дисперсии в области температур Т ~ -120 °С, что объясняется процессами «замораживания» доменной структуры материала.

4. Показано, что наблюдаемое уменьшение скорости распространения ультразвуковых колебаний в образце по мере приближения к температуре Кюри снизу удовлетворительно описывается в рамках феноменологической теории Ландау. Температура Кюри, найденная путем экстраполяции температурных зависимостей скорости ультразвука, смещается в сторону низких температур при увеличении содержания атомов хрома в исследуемом материале.

5. Обнаружено увеличение диэлектрических потерь в номинально чистых и легированных хромом монокристаллах Sr0.6iBa0.39Nb2O6 в некотором интервале температур, лежащем ниже Т - - 150 °С, сопровождающееся возрастанием диссипации упругой энергии. Наличие примеси Сг не влияет на вид а(Т) при температурах ниже Т ~ -150 °С.

6. Посредством анализа петель диэлектрического гистерезиса показано, что энергия, затрачиваемая на переполяризацию монокристаллов SBN, в области температур Т < -70 °С является степенной функцией электрического поля с показателем степени, возрастающим с увеличением концентрации примеси Сг в материале.

Сг. t

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Пилипенко, Анатолий Сергеевич, Волгоград

1. Смоленский Г. А., Исупов В. А. Сегнетоэлектрические свойства твердых растворов станната-титаната бария // ЖТФ. 1954. Т.24. №8. С. 13751386.

2. Смоленский Г.А., Боков В.А., Исупов В.А., Крайник Н.Н., Пасынков Р.Е., Шур М.С. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. JL: Наука. 1971. 476 с.

3. Смоленский Г.А., Исупов В.А., Аграновская А.И., Попов С.Н. Сегнетоэлектрики с размытым фазовым переходом // ФТТ. 1960. Т.2. Вып.11. С.2906-2918.

4. Боков В.А., Мыльникова И.Е. Электрические и оптические свойства монокристаллов-сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом // ФТТ. 1961. Т.З. Вып.З. С.841-855.

5. Смоленский Г.А., Боков В.А., Исупов В.А., Крайник Н.Н., Пасынков Р.Е., Соколов А.И., Юшин Н.К. Физика сегнетоэлектрических явлений. Л.: Наука. 1985. 396 с.

6. Лайнс М., Гласс А. Сегнетоэлектрические и родственные им материалы. М.: Мир. 1981. 736 с.

7. Шильников А.В. Низко- и инфранизкочастотная диэлектрическая спектроскопия некоторых сегнетоэлектрических кристаллов и керамик // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1987. Т.51.№10. С.1726-1735.

8. Colla E.V., Okuneva N.M., Koroleva E.Yu., Vakhrushev S.B. Low frequency dielectric response of PbMgi/3Nb2/303 // J. Phys. Condensed Matter. 1992. V.4. P.3671-3677.

9. Бурханов А.И. Сверхмедленные релаксационные процессы в сегнетоэлектрических твердых растворах с размытыми фазовыми переходами. // Труды междунар. семинара «Релаксационные явления в твердых телах». Воронеж: 1995. 4.1. С.89-110.

10. Cross L.E. Relaxor ferroelectrics // Ferroelectrics 1987. У.16. P.241-267.

11. Cross L.E. Relaxor ferroelectrics: an overview // Ferroelectrics. 1994. V.151. P.305-320.

12. Кириллов В.В., Иеупов В.А. Исследование диэлектрической поляризации PbMg1/3Nb2/303 в диапазоне частот 10~2-И05 Гц // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1969. Т.ЗЗ. №2. С.313-315.

13. Кириллов В.В., Исупов В.А. Релаксационная поляризация сегнетоэлектрика PbMgi/3Nb2/3 с размытым фазовым переходом // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1971. Т.35. №12. С.2602-2606.

14. Kirillov V.V., Isupov V.A. Relaxation polarization of PbMg1/3Nb2/303 -ferroelectric with a diffused phase transition // Ferroelectrics. 1973. V.5. P.3-9.

15. Viehland D., Jang S.J, Cross L.E, Wuttig M. Deviation from Curie-Weiss behavior in relaxor ferroelectrics // Phys. Rev. B. 1992. V.46. №13. P.8003-8006.

16. Viehland D., Jang S.J, Cross L.E, Wuttig M. Freezing of the polarization fluctuations in lead magnesium niobate relaxors // J. Appl. Phys. 1990. V.68. №6. P.2916-2921:

17. Tholence J. Spin-glass versus "blocking" in dilute EuxSrixS // J.Appl.Phys. 1979. V.50. P.7369.

18. Bums G., Dacol F.N. Glassy polarization behavior in ferroelectric compounds Pb(Mgi/3Nb2/3)03 and Pb(Zn1/3Nb2/3)03 // Solid State Commun. 1983. V.48. №10. P.853-856.

19. Вахрушев С.Б. Процессы микроскопической перестройки структуры в сегнетоэлектриках с размытыми фазовыми переходами и родственных материалах// Дисс. д.ф.-м.н. Санкт-Петербург. 1998. 286 с.

20. Westphal V., Kleeman W. and Glinchuk M.D. Diffuse phase transition and random-field-induced domain states of the "relaxor" ferroelectric PbMgi/3Nb2/303 //Phys. Rev. Lett. 1992. V.68. №6. P.847-850.

21. Круминь А.Э. Прозрачная сегнетокерамика в качестве объекта физических исследований, оптические и электронные свойства // В кн.:

22. Фазовые переходы и сопутствующие им явления в сегнетоэлектриках. ЛГУ им. П. Стучки. Рига. 1984. С.3-62.

23. Ye Z.-G. Relaxor ferroelectric Pb(Mgi/3Nb2/3)03: properties and present understanding // Ferroelectrics. 1996. V.184. P. 193-208.

24. Tagantsev A.K. and Glazunov A.E. Mechanism of polarization response in the ergodic phase of a relaxor ferroelectric // Phys. Rev. B. 1998 V.57. P.l 8-21.

25. Glazounov A.E., Tagantsev A.K., Bell A.J. Evidence for domain-type dynamics in ergodic phase of PbMg./3Nb2/303 relaxor ferroelectric // Phys. Rev. B, 1996. V.53. P.l 1281.

26. Шильников A.B. Роль доменных и фазовых границ в процессах низко-и инфранизкочастотной поляризации и переполяризации модельных сегнетоэлектриков//Дисс. д.ф.-м.н. 1988. 319с.

27. Tagantsev A.K. and Glazunov A.E. Dielectric non-linearityand the nature of polarization response of Pb(Mgi/3Nb2/3)03 relaxor ferroelectric// J. of Korean Phys. Soc. 1998. V.32. P.S951-S954.

28. Исмаилзаде И.Г. Рентгенографическое исследование системы Pb3NiNb209 Pb3MgNb209 // Кристаллография. 1960. T.5. С.316-325

29. Bonneau P., Gamier P., Husson E., Morell A. Structural study of PMN ceramics by X-ray difraction between 297 К and 1023 К // Mat. Res. Bui. 1989.V.24. №2. P.201-206.

30. Glinchuk M.D., Laguta V.V., Bykov I.P., Nokhrin S., Bovtun V.P., Leschenko M.A., Rosa J., Jastrabi'k L. Nuclear magnetic resonance study of ion ordering and ion shifts in relaxor ferroelectrics // J. Appl. Phys. 1997. V.81. №8. P. 3561-3569.

31. A.A. Bokov and Z.-G. Ye. Domain structure in the monoclinic Pm phase of Pb(Mgi/3Nb2/3)03-PbTi03 // J. Appl. Phys. 2004. V.95. P.6347.

32. H. Cao, V.H. Schmidt, R. Zhang, W. Cao, H. Luo. Elastic, piezoelectric, and dielectric properties of 0.58Pb(Mgi/3Nb2/3)03-0.42PbTiC>3 single crystal // J. Appl. Phys. 2004. V.96. P.549.

33. C. Zhan, J. Wu, S. Yin, X. Jiang. Strong, high-frequency, ac electric-field-induced rhombohedra-tetragonal phase transition in Pb(Mg1/3Nb2/3)03-PbTi03 single crystal. //J. Appl. Phys. 2005 V.97. P.074107.

34. H. Cao, F. Bai, J. Li, D. Viehland, G. Xu, H. Hiraka and G. Shirane. Structural phase transformation and phase boundary/stability studies of field-cooled Pb(Mgi/3Nb2/3)03-32%PbTi03 crystals // J. Appl. Phys. 2005. V.97. P.094101.

35. Yoshida M., Mori S., Yamamoto N., Uesu Y., Kiat J.M. Transmission electron microscope observation of relaxor ferroelectric Pb(Mgl/3Nb2/3)03 // J. of Kor. Phys. Soc. 1998. V.32. P.993-995.

36. Kleemann W. Dynamics of Nanodomains in Relaxor Ferroelectrics // J. of Korean Phys. Soc. 1998. V.32. P.S939-S941.

37. Toulouse J., Pattnaik R. Collective Behaviors in the Disordered Ferroelectrics KLT and KTN // J. of Korrean Phys. Soc. 1998. V.32. P.S942-S946.

38. Ю.С. Кузьминов. Сегнетоэлектрические кристаллы для управления лазерным излучением. М.:Наука. 1982. 400 с.

39. A.M. Glass. Investigation of the Electrical Properties of Sr.xBaxNb206 with Special Reference to Pyroelectric Detection. // J. Appl. Phys. 1969. V.40. P.4699.

40. Lenzo P.V, Spencer E.G., Ballmann F.F. Electrooptic coefficients of ferroelectric strontium barium niobates // Appl. Phys. Lett. 1967. V.l 1. P.23-24.

41. L. Tian, D.A. Scrymgeour, A. Sharan, and V. Gopalan. Anomalous electro-optic effect in Sr0.6Ba0.4Nb2O6 single crystals and its application in two-dimensional laser scanning // Appl. Phys. Lett. 2003. V.83. P.4375.

42. M. Horowitz, A. Bekker, and B. Fischer. Broadband second-harmonic generation in SrixBaxNb206 by spread spectrum phase matching with controllable domain gratings. //Appl. Phys. Lett. 1993. V.62. P.2619.

43. S. Kawai, T. Ogawa, H.S. Lee, R.C. DeMattei and R.S. Feigelson. Second-harmonic generation from needlelike ferroelectric domains in Sr0.6Ba0.4Nb2O6 single crystals // Appl. Phys. Lett. 1998. V.73. P.768.

44. M.D. Ewbank, R.R. Neurgaonkar, W.K. Cory, J. Feinberg. Photorefractive properties of strontium-barium niobate. // J. Appl. Phys. 1987. V.62. P.374.

45. Volk Т., Woike Th., Doerfler U., Pankrath R., Ivleva L. and Woehlecke M. Ferroelectric phenomena in holographic properties of strontium-barium niobate crystals doped with rare-earth elements // Ferroelectrics. 1997. V.203. P.457-470.

46. Savenko B.N., Sangaa D., Prokert F. Neutron diffraction studies on SrxBa! xNb206 single crystals // Ferroelectrics. 1990. V.107. P.207-212.

47. Копылов Ю.Л., Кравченко В.Б. Размытые сегнетоэлектрические фазовые переходы в монокристаллах (Sr,Ba,Ca)Nb206 // ФТТ. 1981. Т.23. Вып.8. С.2394-2399.

48. Bhalla A.S., Gou R., Cross L.E., Neurgaonkar R.R., Bums G., Ducol F.H. Glassy polarization in the ferroelectric tungsten bronze (Ba,Sr)Nb206 // J. Appl. Phys. 1992. V.71.№11. P.5591-5595.

49. Jamieson P.B., Abrahams S.C., Bernstein J.L. Ferroelectric Tungsten Bronze-Type Crystal Structures. I. Barium Strontiun Niobate Ba0.27Sr0.75Nb2O5.78 //J. Chem. Phys. 1968. V.48. №11. P.5048-5057.

50. T.C. Черная, Б.А. Максимов, T.P. Волк, Л.И. Ивлева, В.И. Смирнов. Атомное строение монокристалла Sr0.75Ba0.27Nb2O6 и связь состав-структура-свойства в твердых растворах (Sr,Ba)Nb206 // ФТТ. 2000. Т.42. Вып.9. С.1668-1672.

51. Смоленский Г.А., Ксендзов Я.И., Аграновская А.И., Попов ,С.Н. Диэлектрическая поляризация твердых растворов метаниобатов двух- и трехвалентных металлов // В кн.: Физика диэлектриков, т. 2, M.-JL: Изд-во АН СССР. 1959. С.244 -250.

52. Ballmann A.A., Brown Н. The growth and properties of strontium barium metaniobate, Sri-xBaxNb206, a tungsten bronze structure ferroelectric // J. Cryst. Growth. 1967. V.1.P.311-314.

53. W.H. Huang, D. Viehland, R. R. Neurgaonkar. Anisotropic glasslike characteristics of strontium barium niobate relaxors // J. Appl. Phys. 1994. V.76. №1. P.490-496.

54. T.W. Cline, L.E. Cross, S.T. Liu. Dielectric behavior of in strontium barium niobate (Sro.sBao.sNbaOg) crystals // J. Appl. Phys. 1977. V.49. №7. P.4298-4300.

55. A.B. Балденков, И.М. Бузин, H.A. Морозов, А.И. Рукавишников. Диэлектрические спектры монокристаллического ниобата бария-стронция // ФТТ. 1981. Т.23. С.2376.

56. J.R. Oliver, R. R. Neurgaonkar, L.E. Cross. A thermodynamic phenomelogy for ferroelectric tungsten bronze Sr0.6Ba0.4Nb2O6 (SBN:60) // J. Appl. Phys. 1988. V.64. №1. P.37-47.

57. W.H. Huang, X. Zu, D. Viehland, R. R. Neurgaonkar. Observation of a near-static condensation of polarization fluctuations in strontium barium niobate // J. Appl. Phys. 1995. V.77. №4. P.1677-1682.

58. Копылов Ю.С. Ниобат и танталат лития материалы для нелинейной оптики. М.: Наука. 1975.

59. A.I. Burkhanov, A.V. Shil'nikov, O.N. Startseva, A.P. Prygunov, R.E. Uzakov, L.I. Ivleva. The Slow Processes of Polarization Relaxation in the SBN and Doped SBN Single Crystals with Tungsten Bronze Structure // Ferroelectrics. 2004. V.299. P. 191-196.

60. Ко Jae-Hyeon, Do Han Kim, S.G. Lushnikov, R.S.Katiyar, Seiji Kojima. Dielectric Anomalies in (Ko.5Nao.5)o2(Sro.75Bao25)o9Nb206 Single Crystals with the Tungsten Bronze Structure // Ferroelectrics 2003 V.286 P.61-71.

61. A Santos, D Garcia, J. A. Eiras. Pyroelectric Properties of Rare Earth Doped Strontium Barium Niobate Ceramics from 20K to 450K // Ferroelectrics. 2001. V.257. P.105-110.

62. Y. Xu, Z. Li, W. Li, H. Wang and H. Chen. Phase transition of some ferroelectric niobate crystals with tungsten-bronze structure at low temperatures. // Phys.Rev.B. 1989. V.40.P.11902.

63. Иона Ф., Ширане Д. Сегнетоэлектрические кристаллы: Пер. с англ. Фейгина JI.A. и Севастьянова Б.К.; Под. ред. Шувалова J1.A. М.: Мир. 1965. 555 с.

64. Воронов В.В., Десяткова С.М., Ивлева Л.И., Кузьминов Ю.С. и др. Электрические и электрооптические свойства монокристаллов стехиометрического ниобата бария-стронция // ФТТ. 1973. Т. 15. Вып.7. С.2198-2200.

65. Узаков Р.Э. Низко- и инфранизкочастотные диэлектрические свойства кристаллов-релаксоров семейства SBN // Автореф. дисс. к.ф.-м.н. Волгоград. 2000. 26с.

66. P. Lehnen, W. Kleemann, Th. Woike, R. Pankrath. Ferroelectric nanodomains in the uniaxial relaxor system Sro.6i-4Bao.39Nb206:Ce4 // Phys. Rev. B. 2001. V.64. P.224109.

67. S. Schaniel, Thesis, ETH Zurich, 2003, http://e-collection.ethlib.ethz.ch.

68. S.B. Qadri, J.A. Bellotti, A. Garzarella, and D.H. Wu. Anisotropic thermal expansion of strontium barium niobate // Appl. Phys. Lett. 2005. V.86. P.251914.

69. J.-H. Ко, S. Kojima, S.G. Lushnikov,R.S.Katiyar, Т.Н. Kim, J.-H. Ro. Low-temperature transverse dielectric and pyroelectric anomalies of uniaxial tungsten bronze crystals // J. Appl. Phys. 2002. V.92. P. 1536.

70. T.P. Волк, В.Ю: Салобутин, Л.И. Ивлева, Н.М. Полозков, Р. Панкрат, М. Вёлеке. Сегнетоэлектрические свойства кристаллов ниобата бария-стронция с примесями некоторых редкоземельных металлов // ФТТ. 2000. Т.42. С.2066.

71. А.В. Шильников, А.И. Бурханов, О.Н. Старцева, Р.Э. Узаков, А.А. Завьялова. Диэлектрические свойства монокристалла ниобата бария-стронция допированного лантаном // Конденсированные среды и межфазные границы. Воронеж: Изд-во ВГТУ. 2000. С. 241.

72. Т.Р. Волк, Д.В. Исаков, Л.И. Ивлева. Процессы поляризации кристаллов ниобата бария-стронция в импульсных полях // ФТТ. 2003. Т.45. С.1463.

73. В.В. Гладкий, В.А. Кириков, Е.В. Пронина, Т.Р. Волк, Р. Панкрат, М. Вёлеке. Аномалии медленной кинетики поляризации релаксорного сегнетоэлектрика в температурной области размытого фазового перехода // ФТТ. 2001. Т.43. С.2052.

74. W. Kleemann, J. Dec, S. Miga, Th. Woike, and R. Pankrath. Non-Debye domain-wall-induced dielectric response in Sr0 6i-^Ce^Ba0 здМъОб // Phys. Rev. B. 2002. V.65. P.220101.

75. В.В. Гладкий, B.A. Кириков, E.C. Иванова, Т.Р. Волк. Квазистатические петли диэлектрического гистерезиса фоточувствительного релаксорного сегнетоэлектрика в области размытого фазового перехода // ФТТ. 2007. Т.49. С.881.

76. J. Dec, W. Kleeman, Th. Woike, Кю Pankrath. Phase transitions in3+ •

77. Sro6iBao.39Nb206:Ce : I. Suseptibility of clusters and domains // Eur. Phys. J. B. 2000. V.14. P.627.

78. Ивлева JI.И. Многофункциональные оптические среды на основе оксидных монокристаллов сложного состава, выращиваемых из расплавов. // Автореф. дисс. д.т. н. Москва. 2007. 36 с.

79. Т.Р. Волк, В.Ю. Салобутин, Л.И. Ивлева, Н.М. Полозков, Р. Панкрат, М. Вёлеке. Сегнетоэлектрические свойства кристаллов ниобата бария-стронция с примесями некоторых редкоземельных металлов // ФТТ. 2000. Т.42. С.2066.

80. В.В. Гладкий, В.А. Кириков, Е.С. Иванова, Т.Р. Волк. О диэлектрической проницаемости фоточувствительного сегнетоэлеткрика ниобата бария-стронция // ФТТ. 2006. Т.48. С.1817.

81. M.D. Ewbank, R.R. Neurgaonkar, W.K. Cory, J. Feinberg. Photorefractive properties of strontium barium niobate // J. Appl. Phys. 1987. V.62. P.374.

82. K. Sayano, A. Yariv, R.R. Neurgaonkar. Photorefractive gain and response time of Cr-dored strontium barium niobate // Appl. Phys. Lett. 1989. V.55. P.328.

83. T.-T. Fang and F.-Yu Chen. The defect structure, sintering behavior, and dielectric responses of Cr203-doped Бго.эВао.зМьОб // J. Appl. Phys. 2006. V.100. P.014110.

84. O.V. Malyshkina, B.B. Ped'ko, A.A. Movchikova, and I.V. Morgushka. Effect of External Forces on the Dielectric and Pyroelectric Properties of Strontium-Barium Niobate Crystals // Crystallography Reports. 2005. V.50. S28.

85. Th. Woike, D. Berben, and M. Imlau, K. Buse, R. Pankrath, and E. Kratzig . Lifetime of small polarons in strontium-barium-niobate single crystals doped with cerium or chromium // J. Appl. Phys. 2001. V.89. P.5663.

86. Балденков А.В., Бузин И.М., Морозов H.A., Рукавишников А.И. Диэлектрические спектры монокристаллического ниобата бария-стронция. // ФТТ. 1981. Т.23. Вып.8. С.2376-2383.

87. ShiPnikov A.V., Burlchanov A.I., Uzakov R.E. Low- and infralow frequency polarization processes in SrJBa^xMbOe relaxor single crystal // Abstract book ofISRF-2: Dubna. Russia. 1998. P.l01.

88. Шильников А.В. Низко- и инфранизкочастотная диэлектрическая спектроскопия некоторых сегнетоэлектрических кристаллов и керамик // Изв. АН СССР. 1987. Т.51. № 10. С.1726-1735.

89. Т.Р. Волк., Н.Р. Иванов, Д.И. Исаков, Л.И. Ивлева, П.А. Лыков. Особенности электрооптических свойств кристаллов ниобата бария-стронция и их связь с доменной структурой // ФТТ. 2005. Т.47. С.293.

90. Бурханов А.И. Медленные процессы релаксации поляризации в неупорядоченных сегнетоэлектриках и родственных материалах // Дисс. д.ф.-м.н. Волгоград. 2004. 307 с.

91. ASTM-D 150-70. Методы определения диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь твердых электроизоляционных материалов при переменном токе // Сборник стандартов США. М.: ЦИОНТ ПИК ВИНИТИ. 1979. №25. С. 188-207.

92. Дж. Тейлор. Введение в теорию ошибок. М: Мир. 1985. 272 с.

93. Яффе Б., Кук У., Яффе Г. Пьезоэлектрическая керамика (Перевод с английского под ред. Л.А.Шувалова). М: Мир. 1974. 288 с.

94. Нестеров В.Н. Динамика доменных и межфазовых границ в сегнетоэлектрических твердых растворах на основе цирконата титаиатасвинца (компьютерный анализ) // Дисс. к.ф.-м.н. Волгоград. ВолгГАСА. 1998. 172 с.

95. Лалетин Р.А. Низко- и инфранизкочастотные диэлектрические свойства тонких сегнетоэлектрических пленок цирконата-титаната свинца // Дисс. к.ф.-м.н. Волгоград. ВолгГАСА. 2003. 196 с.

96. Шильников А.В. Некоторые диэлектрические свойства полидоменных монокристаллов сегнетовой соли, триглицинсульфата и дигидрофосфата калия. // Дисс. к.ф.-м.н. Волгоград. 1972. 224с.

97. Колесников А.Е. Ультразвуковые измерения. М.: Изд. Стандартов, 1970. 342 с.

98. Ноздрев В.Ф., Федорищенко Н.В. Молекулярная акустика. М.: «Высш. школа», 1974. 288 с.

99. Андреева Н.А. Магпитомеханический эффект в высокотемпературных сверхпроводниках в неоднородном локальном магнитном поле // Дисс. к. ф.-м.н. Воронеж. 2001. 119 с.

100. А.П. Сенченков. Техника физического эксперимента: измерение электричских величин. Работа с высоким напряжением и ядерным излучением. Вакуумная техника. М: Энергоатомиздат. 1983. 240 е.

101. А.Г. Сосновский, Н.И. Столярова. Измерение температур. М: Изд-во стандартов. 1970. 258 с.

102. Г.К. Уайт. Экспериментальная техника в физике низких температур. М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит. 1961. 368 с

103. В.Е.Милошенко, В.С.Железный. Техника эксперимента в физике низких температур. Воронеж: ВГТУ. 2003 .221с.

104. Техника низких температур. Под ред. Е.И. Микулина, И.В. Марфениной, A.M. Архарова. М.: Энергия. 1975. 512 с.

105. Гороховатский Ю.А., Бордовский Г.А. Термоактивационная токовая спектроскопия высокообмных полупроводников и диэлектриков. М.: Наука, 1991.248 с.

106. Ивлева Л.И. Многофункциональные оптические среды на основеIоксидных монокристаллов сложного состава, выращиваемых из расплавов. // Автореф. дисс. д.т. н. Москва. 2007. 36 с.

107. Цоцорин А.П. Диэлектрическая релаксация и размытые фазовые переходы в системе PMN-PZT. // Дисс. к.ф.-м.н. Воронеж. 1999. 131 с.

108. Поплавко Ю.М. Физика диэлектриков: учеб. пособие для вузов. Киев: Вища школа. Головное изд-во. 1980. 400 с.

109. М.Р. Chun, J.H. Yang, W.K. Choo. The Dielectric Relaxation Behaviors of (Sro)6Ba0>4)i-2y(Li, Dy)Nb206 // Journal of the Korean Physical Society. 1998. V.32. S970.

110. Huang Y.N., Wang Y.N., Li X. and Ding Y. Domain freezing in KDP and TGS // Journal of the Korean Physical Society. 1998. V.32. S733.

111. J.-H. Ко, S. Kojima, S.G. Lushnikov, R.S.Katiyar, Т.Н. Kim, J.-H. Ro. Low-temperature transverse dielectric and pyroelectric anomalies of uniaxial tungsten bronze crystals // J. Appl. Phys. 2002. V.92. P. 1536.

112. Веневцев Ю.Н., Политова Е.Д., Иванов C.A. Сегнето- и антисегнетоэлектрики семейства титаната бария. М.: Химия. 1985. 256 с.

113. Кондратков А.И. Влияние примесей и дефектов на распространение и взаимодействие акустических волн в сегнетоэлектриках в области фазовых переходов // Дисс. к.ф-м.н. Москва. 1987. 165 с.

114. Смоленский Г.А., Боков В.А., Исупов В.А., Крайник Н.Н., Пасынков Р.Е., Соколов А.И., Юшин Н.К. Физика сегнетоэлектрических явлений. Л.: Наука. 1985. 396 с.

115. Е.В. Балашова, В.В. Леманов, И. Альберс, А. Клепперпипер. Акустические свойства кристаллов бетаина фосфита в области фазового перехода//ФТТ. 1998. Т.40. С.1090.

116. Г.А. Смоленский, Н.К. Юшин, С.И. Смирнов. Акустические свойства кристалла магнониобата свинца сегнетоэлектрика с размытым фазовым переходом // ФТТ. 1985. Т.27. С.801.

117. Н.К. Юшин, Е.П. Смирнова, С.Н. Дороговцев, С.И. Смирнов, Г. Гулямов. Упругая и диэлектрическая релаксация в сегнетоэлектриках с размытым фазовым переходом // ФТТ. 1987. Т.29. С.2947.

118. Л.А. Шувалов, С.А. Гриднев, Б.Н. Прасолов, В.Г. Санников, О.Е. Бочков. Диэлектрические и механические свойства Rb2ZiiCl4, в окрестности низкотемпературного фазового перехода// ФТТ. 1987. Т.29. С.1999.

119. LordRayleighR.S. //Phil. Mag. 1887. V.23, P.225.

120. Q.M. Zhang, H. Wang, N. Kim, and L.E. Cross. Direct evaluation of domain-wall and intrinsic contribution to the dielectric and piezoelectric response and dependence on lead zirconate-titanate ceramics // J. Appl. Phys. 1994. V.75. P.454.

121. Taylor D.V., Damjanovic D. Evidence of domain wall contribution to the dielectric permittivity in PZT thin films at sub-switching fields // J. Appl. Phys. 1997. V.82.P.1973.

122. Taylor D.V., Damjanovic D. Domain wall pinning contribution to the nonlinear dielectric permittivity in Pb(Zr,Ti)03 thin films // Appl. Phys. Lett. 1998. V.73.P.2045.

123. H.H. Wieder. Ferroelectric Hysteresis in Barium Titanate Single Crystal. // J. Appl. Phys. 1955. V.26. P. 1479.

124. Рудяк B.M. Процессы переключения в нелинейных кристаллах. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1986. 248 с.

125. Н.Р. Иванов, Т.Р. Волк, Л.И. Ивлева, С.П. Чумакова, А.В. Гинзберг. Сегнетоэлектрическая доменная структура в кристаллах SBN (статика и динамика) // Кристаллография. 2002. Т.47. №6. С. 1092-1099.

126. С.Р. Steinmetz, D.R. Young, and М.Е. Drougard, Trans. Am. Inst. Elect. Eng. 1892. V.9. Р.З. Также R.M. Bozorth, "Ferromagnetism", Van Nostrand (New York, 1951), Chap. 16.

127. D.-H. Kim, J.-J. Kim. Dynamic Scaling of Hysteresis Loop Areas in Ferroelectric KDP Crystal // Ferroelectrics. 1999. V.222. P.285-293.

128. D. Viehland, Y.-H. Chen. Random-field model for ferroelectric domain dynamics and polarization reversal // J. Appl. Phys. 2000. V.88. P.6696.

129. H.J. Frost, M.F. Ashby. Motion of dislocation acted on by a viscous drag through an array of discrete obstacles // J. Appl. Phys. 1971. V.42. P.5273.

130. A.C. Сидоркин. Доменная структура в сегнетоэлектриках и родственных материалах. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2000. 240 с.

131. Л.И. Ивлева, Н.С. Козлова, Е.В. Забелина. Исследование температурной зависимости электропроводности в кристаллах ниобата бария-стронция с различными примесями //Кристаллография. 2007. Т.52. №2. С.344-347.

132. Мовчикова А. А. Исследование пироэлектрических характеристик сегнетоактивных материалов методом тепловых волн // Автореф. дисс. к.ф.-м.н. Воронеж. 2008. 20с.

133. Lente М.Н. and Eiras J.A. Frequence dependence of the switching polarization in PZT ceramics // Ferroelectrics. 2001. V.257. P.227-232.