Диэлектрические свойства Bi-содержащих слоистых сегнетоэлектриков тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи у

-Г

КОЧЕРГИН Юрий Владимирович

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В1-СОДЕРЖАЩИХ СЛОИСТЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ

Специальность: 01.04.07 Физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

2 4 Ш:-: 2910

Астрахань -2010

г

004606131

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

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, доцент

Бурханов Анвер Идрисович

доктор физико-математических наук Каллаев Сулейман Нурулисланович

кандидат физико-математических наук, доцент

Медников Станислав Владимирович

Ведущая организация

ГОУ ВПО

государственный

университет»

«Воронежский технический

Защита состоится «04» июня 2010 г. в 15 часов 30 минут на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.06 при ГОУ ВПО «Астраханский государственный университет» по адресу: 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Астраханский государственный университет».

Автореферат разослан <£& »2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Смирнов В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Во многих функциональных устройствах, используемых в различных отраслях науки и техники, в качестве активных элементов применяют поликристаллические материалы, к которым относятся и сегнето-электрики с их уникальными электрофизическими свойствами. По мере развития сегнетоэлектричества продолжался и процесс поиска новых материалов, относящихся к обнаруженному классу. Особое внимание этому направлению физики твердого тела было оказано во второй половине XX века, когда был открыт ряд новых сегнетоэлектри & ( выявлена область их применения, а также разработаны методы получения сегнетоэлектриков (СЭ) с заданными свойствами. Работы В.А. Исупова и А.Г. Смоленского [1] показали, что наряду с СЭ материалами, обладающими четким фазовым переходом (ФП), существует особый вид СЭ, у которых наблюдается сильное размытие максимумов диэлектрической проницаемости (е') при сегаетоэлектрических фазовых переходах. В дальнейшем подобные свойства были обнаружены у большого ряда сешетоэлектрических материалов.

Одними из таких материалов являются слоистые СЭ с общей формулой Ат„1ВЬВтОзга+з, которые являются сложными перовскитами [2]. В последние годы для классификации и прогнозирования новых типов кристаллических структур, а также поиска оптимальных путей их синтеза используется модульный подход, который рассматривает отдельные слои как строительные блоки. В известной мере этот подход подобен подходам к поэтапной сборке сложных наноматериалов с тем принципиальным отличием, что фундаментальными структурными единицами в случае слоистых структур являются не ограниченные группы атомов или кластеры, а бесконечно протяженные слои. Интерес к слоистым СЭ вызван и перспективностью их использования в современном приборостроении, например, для изготовления конденсаторов, нелинейных элементов варисгорного типа, в устройствах оперативной памяти, которые могут заменить считывающе-запоминающие устройства, основанные на кремнии, так как обладают низким рабочим напряжением, высокой скоростью чтения-записи и энергонезависимы. Кроме того, данные материалы проявляют превосходную выносливость к многократному переключению поляризации (до 1012 циклов).

Применение низких и инфранизких частот при исследовании диэлектрического отклика подобных структур является актуальным, так как позволяет более детально исследовать и получить дополнительную информацию, касающуюся фундаментального аспекта физики размытых переходов в неупорядоченных конденсированных средах, а также существенно расширить область прикладных задач относительно применения слоистых сегнетоэлектриков.

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

Цель работы заключалась в исследовании процессов низко- и инфраниз-кочастотной релаксации поляризации слоистых

сегнетоэлектриков-керамик ВаВ^КЬгОз, Мао^В^ИгМ^Ог?, Као,<В!8 ^Т^Та^т, Ко,5В!85Т12ЫЬ4027, 8гШ2Та209 при влиянии внешних воздействий различной природы в широкой области температур. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Изучение низко- (НЧ) и инфранизкочастотных (ИНЧ) диэлектрических спектров комплексной диэлектрической проницаемости е* слоистых сегнето-электриков.

2. Исследование особенностей процессов долговременной релаксации поляризации в слоистых сегнетоэлектриках в зависимости от предыстории материалов.

3. Изучение характера диэлектрической нелинейности и особенностей переполяризационных характеристик в керамиках ВаШгМЪгОв и ЭгВ^ТагОз при различных значениях внешнего смещающего и переменного электрических полей в широкой температурной области.

Объекты исследований. В качестве объектов исследований выбраны следующие составы слоистых сегнетоэлектриков: ВаВЬМ^О?, Мао,5В18.5^Ь40275 Као,5В18.5ТЫа4027, Ко^В^ТЩ^СЬ. 8гВьТа209. Данные материалы приготовлены из тонкоизмельченных оксвдов или солей соответствующих металлов методом термохимической реакции в твердой фазе в Институте физики твердого тела Латвийского университета. Рентгеноструюурный анализ синтезированных соединений показал, что во всех случаях кристаллическая решетка имеет два перовскитоподобных слоя, чередующихся с висмут-кислородными слоями.

В зависимости от соотношения компонент и степени упорядоченности ионов в узлах кристаллической решетки данные материалы относятся к сегне-тоэлектрикам с размытым фазовым переходом. Существенное различие как в степени размытия фазового перехода, так и в значениях температур фазового перехода дают возможность провести сравнительные исследования данных объектов и получить новую информацию, актуальную как с точки зрения фундаментальных исследований, так и в связи с перспективностью применения их в технике.

Научная новизна.

1. У слоистого сегнетоэлектрика ВаВ^ЫЬгСЬ выявлен релаксорный тип частотно-температурной зависимости диэлектрического отклика в диапазоне низких и инфранизких частотах.

2. Для слоистых сегнетоэлектриков Ыа^зВ ¡8 яЧ^ИЬ^С^, Као^В^зТ^Та^? показано существование при температурах, расположенных ниже Тс, дополнительных максимумов е'(Т), зависящих от времени старения материала.

3. При изучении влияния смещающего поля показано, что характер диэлектрической нелинейности в слоистом сегнетоэлектрике ВаВ^НЬгОс, может определяться поведением полярных кластеров и нанообластей подобно тому, как

это происходит в неупорядоченных системах типа полярного (дипольного) стекла,

4. Показано, что характер переполяризационных процессов в керамике SrBi2Ta209 в диапазоне инфранизких частот определяется поведением доменной структуры в существенно дефектной среде.

Результаты были получены впервые.

Практическая значимость. Новые экспериментальные результаты и закономерности, полученные в настоящей диссертационной работе при исследовании диэлектрического отклика в слоистых сегнетоэлекгриках BaBi2Nb209, Nao,5BÍ8.sTi2Nb4027, Na0isBi85TÍ2Ta4O2?, Ko.sBis 5Ti2Nb4027, SrBi2Ta209 в зависимости от влияния постоянных и переменных электрических полей, позволяют значительно пополнить имеющуюся информацию о процессах диэлектрической релаксации в материалах, обладающих размытым фазовым переходом, что будет полезно как для разработчиков технических применений, так и для проверки существующих и разработки новых теоретических представлений об особенностях физических свойств в области размытых фазовых переходов.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. В основе релаксороподобного диэлектрического отклика слоистого сег-нетоэлекгрика BaBi2Nb209 лежат медленные процессы релаксации поляризации, характерные для неупорядоченных систем типа полярного (дипольного) стекла.

2. Экспериментальные результаты, устанавливающие причины возникновения дополнительных аномалий электрофизичеких свойств в слоистых сегнето-электриках Nao,5BÍ8.5Ti2Nb4027 и Nao,5BÍ8i5Ti2Ta4027 при температурах, расположенных существенно ниже температур сегнетоэлектрического фазового перехода в данных материалах.

3. Вклад в диэлектрический отклик слоистого сегнетоэлектрика SrBi2Ta209 в слабых полях инфранизкой частоты определяется двумя основными составляющими: релаксацией объемного заряда и осцилляцией доменных границ в существенно дефектной среде.

4. Экспериментальные результаты, определяющие характер переполяризационных процессов в слоистом сегнетоэлектрике SrBÍ2Ta209 в широкой области температур.

Апробация работы. Основные результаты, изложенные в диссертационной работе, докладывались на 5 Международном семинаре физики сегнетоэла-стиков (ВГУ, Воронеж, 2006), XI Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (ВолГУ, Волгоград, 2006); Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (МИРЭА, Москва, 2006); Международной конференции «Функциональные материалы и нанотехнологии FMNT'2007» (Рига, Латвия, 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); Международной конференции

по материалам для электронных компонентов (2007, Маракеш); Polecer conference piezoelectricity for end users III (Либерцы, Чешская республика, 2007); XVIII Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков ВКС-18 (ЛЭТИ, Санкт-Пеггербург, 2008); Международной конференции «Функциональные материалы и нанотехнологии FMNT'2008» (Рига, Латвия, 2008); б-ом Международном семинаре физики сегнетоэластиков (ВГУ, Воронеж, 2009); Второй международной конференции по материалам для электронных компонентов (Хаммет, Тунис, 2009); на 15-ой конференции по полупроводникам и диэлектрическим материалам (Вильнюс, 2009); на 12-ой международной конференции по сегнетоэлекгричеству и на 18-ой международном симпозиуме по сегнетоэлекгрическим материалам (Ксиан, Китай, 2009); Ежегодных научно-технических конференциях ВолГАСУ (2006,2007,2008,2009).

Публикации

Содержание диссертации опубликовано в 21 печатной работе (из них 14 статей в научных журналах, 6 из которых опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 7 тезисов конференций).

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы из 126 наименований. Основная часть работы изложена на 113 страницах, содержит 41 рисунок и 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решаемой проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, обоснован выбор объектов исследования, указана новизна результатов, дано краткое содержание глав диссертации.

В первой главе обобщены и систематизированы литературные данные, характеризующие современное состояние исследований физических свойств сегнетоэлектриков-релаксоров. Представлены основные, наиболее часто используемые модели, позволяющие описать поведение диэлектрических параметров релаксорных моделей во всей области размытого фазового перехода. Проанализированы основные изменения электрофизических параметров материала в процессе диэлектрического старения. Рассмотрены соединения, имеющие общую формулу Am.iBbBm03m+3, а именно, структура и диэлектрические свойства слоистых сегнетоэлектриков данного типа. Приведен анализ литературных данных по исследованию некоторых слоистых сегнетоэлекгрических материалов, из которого следует, что в ряде случаев (составов) данные материалы могут проявлять свойства релаксоров. Однако, несмотря на достаточно большое количество работ, посвященных исследованию физических свойств висмут-содержащих слоистых сегнетоэлектриков, исследования этих материалов в НЧ-ИНЧ области и слабых измерительных полях в широком температурном диапазоне практически отсутствуют.

Вторая глава посвящена изложению методики измерений комплексной диэлектрической проницаемости е в низко- и инфранизкочастотном диапазоне измерительных полей при напряженности измерительного поля £0<1В/см, комплексному исследованию петель диэлектрического гистерезиса на низких и

инфранизких измерительных частотах при различных амплитудах полей и широком температурном интервале. Описаны мостовой, осциллографический метод измерения параметров материалов. Указана методика подготовки образцов.

В третьей главе излагаются и обсуждаются экспериментальные результаты исследований НЧ-ИНЧ диэлектрических свойств слоистых сегнетоэлек-триков ВаВ12МЬ209, Ка^ВЬзТУ^Оз?, Као^в/ПгТ&А?, Ко^^ТЫ^Оз?, , ЗгВ^ТагОэ в слабых изме-

750т е

550-

, 0,25Гц 1Гц 5Гц 10Гц 100Гц 500Гц 1000Гц

рительных полях.

В слоистом сегнето-электрике - керамике BaBi2Nb20g в низко- и ин-франизкочастотном диапазоне установлена существенная частотная зависимость положения температур Г„, соответствующих максимумам s'(T). При этом максимумы в '(Г) с понижением частоты принимают вид ступенькооб-разной аномалии (V=100-5Гц), которая может свидетельствовать о стекольном характере диэлектрического отклика материала при Т<ТП

(рис. 1).

Проявление максимумов е"(Т) и соответствующее поведение е'(Г) в области Т<Т„ указывает на наличие существенной низко- и инфранизкоча-стотной дисперсии е в BaBi2Nb209. Анализ данной дисперсии показал, что она может быть хорошо аппроксимирована уравнением Коула-Коула (К-К):

ГС

200

Рис. 1. Температурные зависимости с'(Т) - (а) и е"(Т) ■ (6) слоистого ссгнетоэлектрика BaBiaNbiOg

г" = е - IE = s«, +

l+(im)]

i-e»

(1)

где е, и ел~ соответственно низко- и высокочастотный пределы значений е'~, т - наиболее вероятное время релаксации поляризации, а = 2лт - круговая частота, а - параметр распределения по временам релаксации.

Анализ зависимости ег(1/г) показал, что для температур, расположенных ниже тя, выполняется соотношение Фогеля-Фулчера:

(2)

где уг - наиболее вероятная частота релаксации, и0:=2*108Гц, Е активации (£=0,2эВ).

энергия

Б ЗбСН

260

160

-100

Г, С

100

200

235-

215

195-

175

-200

-100

0

Т'С

100

200

Рис. 2. Температурные зависимости е'(Т) Као^В18.5Т12ЫЬ4027 (а), Као^ДЬТ^Ои (б)

В интервале температур, расположенных вблизи Т„, зависимость г,(1 !Т) достаточно хорошо следует зависимости типа Аррениуса: (3)

где V, - наиболее вероятная частота релаксации,

- предэкспоненциальный множитель, иа - энергия активации {и, ~0,11эВ).

Таким образом, выявленная существенная зависимость положения максимумов е' и е" в окрестностях температуры фазового перехода в ВаВумЬ209 и характер дисперсии е в области размытого фазового перехода позволяет идентифицировать данный материал как релаксорный сегнето-электрик. То есть механизмы релаксации поляризации в данном материале могут

обуславливаться поведением полярных кластеров и фазовых границ.

Исследование натрий содержащих слоистых сегнетоэлектриков позволило установить, что в Иао^В^^Т^Огт и Нао>5В18.5Т12Та4027 в диапазоне частот 0,25-100Гц при температурах, расположенных ниже Тс, проявляются размытые максимумы е'(Т) в области температур, существенно ниже температуры сегне-тоэлектрического фазового перехода - Т, (рис. 2).

Выявлено, что для керамики Мао^в^ТЬТа^? в низкотемпературной области (Г<7_) наблюдается рост значений е' с понижением температуры (рис. 2,6). Наиболее вероятной причиной такого роста может являться существова-

ние низкотемпературного антисегнетоэлекгрического фазового перехода, как это имеет место в твердых растворах на основе КаМЬ03.

Установлено, что появление и характер дополнительных максимумов е'(Т) в составах ^'ао.бВ^^'ПпМЪ.А!? и Ыа^В^^ИгТа^? при Т<ТГ существенным образом зависит от предыстории материала, а именно, они исчезают после отжига и проявляется снова при длительном старении <=104мин., при комнатной температуре.

Был проведен анализ временных зависимостей е\Т) слоистых сегаето-электриков Ыао,5В1'8 5адЬ4027 и Ыао,5В!з.5Т12Та4027, который показал, что на ин-франизких частотах (0,25—5Гц), при температурах старения 120°С и 100°С соответственно, функция, описывающая долговременную релаксацию поляризации является растянутой экспонентой, или функцией Кольрауша:

в' = Л + Вехр

(4)

где А и В - постоянные эксперимента (Л>0, В> 0), г - время релаксации.

При частотах (10-1000Гц) временные зависимости е'(Т) подчиняются логарифмическому закону:

s' - А, + Bl ln где Л, и в,

(5)

- постоянные эксперимента (А, > 0, В, > 0), га - начальное время (время с которого начинает выполняться закон).

Было проведено исследование электрофизических свойств натрий содержащих составов. Выявлены максимумы токов поляризации в данных материалах (рис. 3), которые проявлялись при тех же температурах что и максимумы е'(Т) на «состаренных» образцах. Была определена энергия активации (№) по формуле [2]:

Рис. 3. Температурные зависимости нормированных значений токов в керамике Као^НЦ зИгМ^Ог? при

различных значениях скорости нагрева р: кривая I — Д =ЗК/мин; кривая 2 — /?2=18КЛшн

W

кТ ml t /?[ Ту 2

-ln

^OTl - ^ml

(6)

где к - постоянная Больцмана, Гт1 и Тт1 - температуры максимумов токов при скорости нагрева & и рг соответственно. Получили значение ^~0,5эВ.

Анализ полученных результатов позволил сделать вывод о том, что наиболее вероятными причинами проявления отмечаемых аномалий в составах К,ао,5В!85'П2КЬ4027 и Као)5В185'П2Та-С)27 при Т<ТС являются физические

процессы, в основе которых лежат механизмы возникновения барьерных слоев и образование ловушек для неравновесных носителей заряда в существенно неоднородной структуре (наличие межзеренных, межкристаллических, фазовых границ). Отсюда, появление как диэлектрических аномалий, так и аномалий токов только в «состаренных» образцах и только в режиме нагрева может обуславливаться разрушением (отжигом) подобных ловушек.

210

150

90

155°С

-175°С

103 ю-10 1

ОД 1 10 10* 10* ОД 1 ю 102 10 V, Гц V, Гц

Рис. 4. Частотные зависимости е'(у) и г"(у) в керамике ЗгВ^ТагОэ. при различных

температурах

Исследования диэлектрического отклика слоистого сегнетоэлектрика-керамикн 8гВ12Та209 показало, что в температурном поведении дисперсии е, существенную роль в характере отклика может играть релаксация объемного заряда. Это иллюстрирует поведение частотных зависимостей е'(у) и (рис, 4) и температурный ход эффективной глубины дисперсии Аг'(г) (рис. 5), который следует экспоненциальной зависимости. Такое поведение диэлектрического отклика в 5гВ52Та209 отличается от поведения г'(у), е"(у) и температурного хода Лс'(т) для сегнегоэлекгриков типа КДП, ТГС [4], или ЦТС [5], в которых вклад доменной структуры при низких температурах «замораживается», что проявляется" в виде излома Дг'(г) в области некоторой температуры

лМе'

-100

т.'с

100

200

112-

108-

104

100

о,;5Гц

1Гц

5Гц

10Гц

1С)01Ъ

МООГд

1

Ю2

10

Рис. 5. Эффективная глубина дисперсии = (г'т, -е\тщ) в керамике БгВЬТаЛ

мин

Рис. 6. Временные зависимости £•'(/) при постоянной температуре Г =60°С в керамике БгВЬТагОд

и

«замораживания». В тоже время исследования временных зависимостей в слоистом сегнетоэлектрике 8гВ!2Та209 (рис. 6) может указывать на то, что полностью исключить вклад доменных границ в е' в слабых полях нельзя.

Так постоянство значений е'{() в течение длительного промежутка времени на всех частотах (включая и ИНЧ диапазон) может быть следствием отсутствия смещения (миграции) доменных границ к дефектам, как происходит при диэлектрическом старении в сегнетоэлектриках [6,7]. Это можно объяснить тем, что они (доменные границы) уже находятся в поле «сильных» дефектов, т.е., имеет место сильный пинниг, согласно [8]. Данное предположение хорошо согласуется с малыми значениями е\ е" и Ае'.

Таким образом, можно сказать, что в слоистом сегнетоэлектрике 5гВ!2Та209 вклад от «запшшингованных» доменных границ в в', практически, не меняется при изменении температуры (в интервале до Г « Те) и остается постоянным при длительном старении. Отсутствие диэлектрического старения хорошо согласуется с литературными данными, указывающими на «жесткость» доменной структуры в исследуемом материале.

В четвертой главе исследовано влияние постоянного смещающего поля и сильных переменных полей Е на диэлектрический отклик керамик ВаВШЬгО^ 5гВ12Та209 при различных температурах.

На рис. 7 представлены реверсивные зависимости е'(Е,) керамики ВаВ12№>203. Установлено существенное смещение кривых £'(£,) при изменении То есть значения е1 при £==0 и Я. =ЕШК до начала реверсирования ниже значений е' после реверсирования. Была проведена оценка полученного различия Де':

(7)

где е'„ = е'(Е, = 0) до реверсирования, = г'(£= = о) - после реверсирования. Полученные результаты представлены в таблице 1. Видно, что смещение ) исчезает при Т>Тт.

Таблица 1

Оценка смещения значений е' при реверсировании

Температура измерений +79"С +89"С +99"С +146"С

Де\ %(±0,17) 1,10 1,08 0,90 0

В настоящих исследованиях установлено, что поля, при которых на кривой е'(Х) возникают максимумы, могут соответствовать коэрцитивным полям (ес), зависящим от температуры. В керамике ВаВ12№209 такие максимумы

Е, кВ/см

■20 -10 0. 10

Я кВ/см

о^, е'

20

-10 о ю

Е, кВ/см

-20 -10 0. 10

Е, кВ/см

Рис. 7. Реверсивные зависимости при различных температурах в керамике

ВаВдал

£'(£„) достаточно хорошо фиксировались, начиная с температур, расположенных ниже тт на ЛГ-~30-40°С и выше тт примерно на такую же величину АГ. Дальнейшее увеличение температуры измерения приводило к исчезновению гистерезиса в ходе и можно было говорить только о полях; при которых проявляется нелинейность диэлектрического отклика материала. Данное поведение диэлектрического отклика в смещающих полях характерно для релаксорных СЭ, что хорошо согласуется с сделанными выше выводами о релаксороподобном характере частотно-температурных зависимостей в ВаВ12№>209. При этом, учитывая то, что использованные в эксперименте максимальные поля были значительно меньше значений £ш » 2Ее при которых происходит достаточно быстрый выход на насыщении поляризации р(е), в нашем случае (средние поля) мы имели дело с частными циклами е'(е,) и р(е). Именно в частных циклах начинали существенно проявляться медленные процессы релаксации поляризации, которые характерны для неупорядоченных систем типа полярного (дипольного) стекла. Таким образом, наиболее вероятной причиной, в случае ВаВ12ЫЬ209, изменением (смещением) значений г'(£,) при переполяризации образца является то, что внешнее поле приводило к постепенному включению в процесс

1 Гц

10 Гц

-0,5

1. 1 1 1

0,4 £ - ш

1 1 1 1 ! 1

-0,7 / "

- /

10

Е, кВ/см

ю

Рис. 8. Петли поляризации на частотах 1Гц и 10Гц в широкой области температур в керамике ВаВЬМЬзО;)

диэлектрической релаксации отдельных полярных нано-областей существующих при размытом фазовом переходе и выступающих в качестве «макродиполей». Отсюда постепенное увеличение значений е' при реверсировании, так как с каждым циклом изменения £„, число вовлеченных в процесс поляризации такого рода «макродгаюлей» увеличивается.

В ходе исследования керамики ВаВ1'2МЬ209 на модифицированной установке Сойера-Таузра на частотах 1Гц и 10Гц в широкой области температур был изучен диэлектрический отклик материала в сильных переменных полях.

Рис. 8 иллюстрирует петли поляризации, измеренные при различных температу-

рах. Видно, что поведение петель поляризации свидетельствуют о том, что при всех температурах имеет место почти линейный характер диэлектрического отклика материала как у обычного диэлектрика с потерями. В тоже время из рис. 8 следует, что при увеличении температуры в интервале до т < Т„ происходит сужение ПЛ. Это отличается от хода температурной эволюции ПП в обычных (неполярных) диэлектриках и может указывать на постепенный переход

фф

50

40

30

-5 ОС

15

Е, кВ/см

Рис. 9. Амплитудные зависимости s'

5 15 25

F, кВ/см.

ъ (б) в керамике BaBiaNbjO^ при частоте

измерительного поля (£) 1Гц

материала, обладающего сегнетоэлектрическими свойствами, в параметрическое состояние.

Это подтверждается и поведением амплитудных зависимостей е'^ф(Е) и (Е) полученных из обсчета ПП в ВаВ!2ЫЬ209 (рис. 9), из которого следует, что в исследованном диапазоне полей и частот при температурах ниже и вблизи Тп имеет место линейная зависимость поведения е'^Дя) и е"^ф{Е), иллюстрирующая отклик неполярного диэлектрика. В тоже время немонотонный характер приращения значений е\фф и в амплитудных зависимостях этих параметров с изменением температуры указывает на то, что система претерпевает фазовый переход, что хорошо согласуется с характером диэлектрического отклика для данного материала в слабых полях (рис. 1).

Из рис. 10, где показан ход реверсивных зависимостей е'(Е,) в БгВ^гТагОс» следует, что в отличии от ВаВ12№>209 данный ход кривых типичен для сегнетоэлектриков с большими величинами £е, когда в полях Е«ЕС происходит лишь частичное переключение поляризации, которое связано с перестройкой доменной структуры. В случае БгВггТагСЬ мы видим, что появление максимумов на реверсивных кривых е'(Еа) происходит лишь при относительно высоких температурах (рис. 10в, Т =20°С). Кроме того, существенным образом проявляется униполярность образца, что, в общем, характерно для материалов с большим количеством различных дефектов и где имеют место значительные внутренние поля.

Поведение е'{Е„) хорошо согласуется с характером петель поляризации измеренных при различных температурах Т {Т<ТС) в керамике 5гВ!2Та209 (рис. 11). Рис. 11 иллюстрирует ПП на частотах 1Гц и 10Гц при Т=Тгтх и выше. Здесь из-за большого вклада проводимости (<т) материала на частоте 0,1Гц

Е, кВ/см Рис. 10. Реверсивные зависимости нормированных значений £•'(£„) при различных температурах в слоистой керамике БгВ^ТагОо

показаны данные только для 1Гц и 10Гц, где вклад а является не существенным вплоть до Г=120°С. Из рис. 11 хорошо видно, что в поведение ПП четко проявляется сегнетоэлектрический характер, когда постепенно с увеличением амплитуды и с уменьшением частоты петля разворачивается от двуугольника Рэлея до квазинасыщенных петель с высокой степенью прямоугольности.

Такая частотно-

температурная эволюция свидетельствует о том, что основной вклад в поляризацию при этих температурах, полях и частотах обуславливается динамикой доменных границ в данном материале. При этом замечено, что в достаточно протяженном температурном интервале проявляется т.н. «закругление» концов петель, (т.е. приуменьшении я от Еш значения Р продолжают увеличиваться). Такое поведение ПП указывает на существование значительной

«диэлектрической вязкости» в процессах переполяризации, которые определяются динамикой доменных границ в сегнетоэлектриках с большой концентрацией различных дефектов.

Достаточно типичный вид для СЭ материала имеют с\фф (е) и е"зфф(е) в БгВ^ТагО^ в отличие от ВаВ12КЬ209. Из рис. 12 видно, что в БгВ!2Та209 линейная зависимость и е">фф(е) наблюдается

лишь в начале диапазона используемых полей. Особенно выражен нелинейный характер отклика при повышении температуры. При этом имеет место существенная зависимость пороговых полей (ес), при которых начинается нелинейный отклик, от температуры.

Перестройка доменной структуры определяет поведение и других количественных характеристик, рассчитанных из ПП (нормированная остаточная поляризация рг 1ра и полуширина петли £„„(£)). Так, в работе была исследована «крутизна» фронта переключения поляризации, определяемая по амплитудной зависимости рг /р„(е). Выявлено, что в определенном температурном интервале

10 10

Е, кВ/см

Рис. 11. Петли поляризации при различных температурах на частотах 1Гц и 10Гц в керамике 5гВ1гТа:Оз

Е, кВ/см Б., кВ/см

Рис. 12. Амплитудные зависимости е\фф (Е) и (¿г) в керамике БгЬНгТагОз при частоте

измерительного поля (Я) 1Гц Рг !Рт достигает 0,9, что является достаточно высоким значением для керамических СЭ материалов и поэтому делает актуальной исследуемую керамику Б^гТазОд для применения ее в каких-либо рабочих ячейках на основе СЭ материалов. Исследование Ет{Е) в широкой температурной области позволило оценшъ температурное поведение коэрцитивных полей. Полученные результаты по Ес, в исследуемой керамике 5гВ12Та209 хорошо согласуются с литературными данными по составу 8гВ12Та209 [9] и составляют при Ткт1„ порядка 25-ЗОкВ/см.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено, что в основе релаксороподобного диэлектрического отклика слоистого сегнетоэлектрика ВаВ12МЬ209 лежат медленные процессы релаксации поляризации, характерные для неупорядоченных систем типа полярного (дипольного) стекла, а именно, переориентацией полярных нано-областей и осцилляциями фазовых (доменных) границ полярных сегнеток-ластеров.

2. Обнаружены дополнительные аномалии электрофизичеких свойств в слоистых сегнетоэлектриках Као^В18.5ТЬКЬ4027 и Нао,5В18.5ТЬТа4027 при температурах , расположенных существенно ниже температур сегнетоэлектри-ческого фазового перехода в данных материалах. Наиболее вероятными причинами проявления как диэлектрических аномалий на инфранизких частотах при слабых измерительных полях, так и аномалий токов являются физические процессы, в основе которых лежат явления, связанные с образованием ловушек для неравновесных носителей заряда в существенно неоднородной структуре (наличие межзеренных, межкристаллитных, фазовых границ).

3. Исследование НЧ и ИНЧ дисперсии с' и процесса диэлектрического старения в слоистом сегнетоэлектрике Б^гТагО? позволяет сделать вывод о

том, что вклад в диэлектрический отклик данного материала при слабых измерительных полях определяется двумя основными составляющими: релаксацией объемного заряда и осцилляцией доменных границ в существенно дефектной среде.

4. Установлено, что характер переполяризационных процессов в слоистом сегнетоэлектрике SrBi2Ta2C>9 в средних и сильных полях обуславливается динамикой доменных границ в данном материале. При этом, анализ петель поляризации показал существование значительной релаксации, связанной с «диэлектрической вязкостью» материала при процессах переполяризации в средних полях в SrBi2Ta209, которая обусловлена значительной концентрацией дефектов в данном материале.

5. Показано, что «крутизна» фронта переключения поляризации, определяемая по амплитудной зависимости нормированной остаточной поляризации Рг /Рт, в определенном температурном интервале достигает достаточно высоких значений, что делает актуальной исследуемую керамику SrBi2Ta209 для применения в качестве активного элемента в каких-либо рабочих ячейках на основе СЭ материалов.

Список »»тируемой литературы

1. Г.А. Смоленский, В.А. Боков, В.А. Исупов, Н.Н. Крайник, Р.Е. Пасынков, А.И. Соколов, Н.К. Юшин. Физика сегнетоэлектрических явлений, //М: Наука. 1985. С. 396.

2. В.А. Исупов. Некоторые особенности слоистых сегнетоэлектриков типа Am4Bi2MmOW/ ФТТ. 1997. Т.39. №1. С.135-136.

3. Гороховатский Ю.А. Термоактивационная токовая спектроскопия высокоомных диэлектриков и полупроводников, М: Наука. 1991.248с.

4. Huang Y.N., Huang Y.N., Wang Y.N., Li X. and Ding Y. Domain freezing in KDP and TGSЛ Journal of the Korean Physical Society. 1998. V.32. P. S733-S736.

5. Arlt G. Aging and fatigue in bulk ferroelectric perovskite ceramics. /Arlt G. and Robel U. // Integrated Ferroelectrics. 1993. V.3. P.343-349.

6. Струков Б.А., Леванюк А.П. Физические основы сегнетоэлектрических явлений в кристаплах//М.: Наука. 1983.239с.

7. Долговременные процессы релаксации поляризации и эффекты диэлектрической памяти в прозрачной сегнетокерамике ЦТСЛ-Х/65/35. ДНильииков А.В., Бурханов А.И. Нестеров В.Н., Штернберг А., ДимзаВ. // Изв. РАН. Сер. физ. 1993. Т. 57. №3. С. 101-107.

8. Nattermann Т. Nucleation, pinning and hysteresis effects at the incomensurate-commensurate transition ¡15. Phys. C: Solid State Phys. 1985. V.18. №30. P.5683-5996.

9. Indrani Coondoo, S.K. Agarwal, A.K. Jha. Ferroelectric and piezoelectric properties of tungsten substituted SrBi2Ta2Oo ferroelectric ceramics.// Materials Research Bulletin 44 (2009) 1288-1292.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. А.И. Бурханов, В.Н.Нестеров, Ю.В. Кочергин, К. Борманис, А. Калване, М.

Дамбекалне. Особенности низко- и инфранизкочастотного диэлектрического отклика слоистых сегнетоэлектриков. // Известия РАН. Серия физическая, 2007, том 71, №10, С. 1453-1455. http://www.gpi.ru/izvestivaran-fiг/7110 r.pdf.

2. Бурханов А.И., Кочергин Ю.В., Нестеров В.Н. Природа диэлектрической

нелинейности в области размытого фазового перехода в слоистом сегнетоэлектрике BaBi2Nb209// Известия Волгоградского государственного педагогического университета. Серия естественные и физико-математические науки, №6(24), 2007, стр. 3-7.

3. Ю.В.Кочергин, А.И. Бурханов, К. Борманис, А. Калване, М. Дамбекалне.

Исследование диэлектрического старения в слоистых сегнетоэлектриках.// Физика твердого тела, 2009, Т. 51, Вып. 7, С. 1361-1363. http://www.ioffe.ru/iournals/ftt/2009/07/page-1361 .html.ru

4. А.И. Бурханов, Ю.В. Кочергин, К. Борманис, А. Калване, М. Дамбекалне.

Токи деполяризации в слоистых сегнетоэлектриках Na^sBi^TiaNb^? и Nao,5Bi8,sTi2Ta4027. Физика твердого тела, 2009, Т. 51, Вып. 7, С. 13931394. http://www.ioffe.ru/iournals/ftt/2009/07/page-1393.html.ru

Статьи и тезисы докладов конференций:

5. Кочергин Ю.В., Бурханов А.И., Нестеров В.Н., Борманис К., Калване А., Дамбекалне М. Исследование релаксации поляризации слоистых сегнетоэлектриков // Материалы Международной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике», 5-9 декабря 2006 г., г. Москва. - М.: МИРЭА, 2006, часть 2. - с.237-241.

6. Кочергин Ю.В. - Релаксация поляризации в сегнетоэлектриках со слоистой

структурой. // XI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 8-10 ноября 2006г. Вып.4. Физика и математика : тез. докл. - Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2007. - с. 68-69.

7. K.Bormanis, A.I.Burkhanov, Yu.V.Kochergin, V.N.Nesterov, A.Kalvane,

M.Antonova, M.Livinsh, A.Sternberg /Dielectric response of disordered BaBi2Nb209 perovskite ceramics.// IOP Journal of Physics: Conference Series 93,012018(2007).

8. Ю.В.Кочергин, А.И. Бурханов, B.H. Нестеров, К. Борманис, А. Калване, М.

Дамбекалне. Диэлектрическая нелинейность в области размытого фазового перехода в слоистой керамике BaBi2Nb209.//C6opHmc трудов

международной конференции 12-15 сентября 2007 г., Махачкала, (Махачкала, 2007), с.131.

9. Бурханов А.И., Нестеров В.Н., Кочергин Ю.В., К. Борманис, А. Калване, М.

Дамбекалне Особенности низко- и инфранизкочастотного диэлектрического отклика слоистых сегнетоэлектриков// The Fifth International Seminar on Ferroelastic Physics, Voronezh, Russia, September 1013,2006, стр.75.

10. Ю.В.Кочергин. Диэлектрическая дисперсия в слоистом ссгнетоэлекгрике

BaBi2Nb209.//C6opHHK тезисов, материалы Тринадцатой Всероссийской научной конференции студентов - физиков и молодых ученых, (ВНКСФ-13, Ростов-на-Дону, Таганрог, 2007), с.101.

11. KJBormanis, A.LBurkhanov, Yu.V.Kochergin, V.N.Nesterov, A.Kalvane,

M.Antonova, M.Livish and A.Stemberg. Dielectric response of disordered BaBi2Nb209 perovskite ceramics// International Baltic Sea Region Conference «Functional Materials and Nanotechnologies' 2007», Book of Abstracts (Institute of Solid State Physics, University of Latvia, Riga, Latvia, 2007), p.102.

12. K.Bormanis, A.LBurkhanov, A.Kalvane, M.Livish, V.N.Nesterov,

Yu.V.Kochergin, M.Kalnberga, A.Stemberg. Low frequency dielectric response of disordered perovskite ceramics// International Meeting on Materials for Electronic Applications, IMMEA-2007, Marrakech, April 30-May 2, 2007, p.92.

13. K.Bormanis, A.Kalvane, M.Dambecalne, M.Antonova, A.LBurkhanov,

Yu.V.Kochergin. Relaxation processes of polarization in layered ferroelectrics// Polecer conference piezoelectricity for end users III, Liberec, Czech Republic, February 7-9,2007, p.91.

14. A.LBurkhanov, Yu.V.Kochergin, K.Bormanis and A.Kalvane. Depolarization

currents in layered Nao.jBi8.sTi2Nb4027 and Nao.sBig sT^Ta^j ferroelectrics// International Baltic Sea Region Conference «Functional Materials and Nanotechnologies' 2008», Book of Abstracts (Institute of Solid State Physics, University of Latvia, Riga, Latvia, 2008), p. 127.

15. Yu.V.Kochergin, A.LBurkhanov, K.Bormanis, A.Kalvane and M. Dambekalne.

Ageing in layered NaosBissTijNb^^ and Nao.5Bi8.5Ti2Ta4027 ferroelectrics// International Baltic Sea Region Conference «Functional Materials and Nanotechnologies' 2008», Book of Abstracts (Institute of Solid State Physics, University of Latvia, Riga, Latvia, 2008), p.128.

16. А.И. Бурханов, Ю.В.Кочергин, К. Борманис, А. Калване, М. Дамбекалне.

Токи деполяризации в слоистых сегнетоэлектриках Nao5BiS5Ti2Nb4027 and Nao.5Bi8sTi2Ta4027.//Сборник тезисов, материалы XVIII Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков, (BKC-XVIII, Санкт-Петербург, 2008), с. 198.

17. Ю.В.Кочергин, А.И. Бурханов, К. Борманис, А. Калване, М. Дамбекалне.

Исследование диэлектрического старения в слоистых

сегнетоэлеетриках.//Сборник тезисов, материалы XVIII Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков, (BKC-XVIII, Санкт-Петербург, 2008), с.308.

18. Бурханов А.И., Кочергин Ю.В., К. Борманис, А. Калване. Поляризационные

процессы в керамиках BaB^NbjOg и SrBi2Ta209 в полях инфранизкой частоты// 6(11) Международный Семинар по Физике Сегнетоэлектриков. The Fifth International Seminar on Ferroeiastic Physics, Voronezh, Russia, September 22-25,2009, стр. 187.

19. Bormanis K., Kochergin Yu.V., Burkhanov A.I., And Kalvane A. Dielectric

Properties of Layered Ferroelectric SrBi2Ta209// Second International Meeting on Materials for Electronic Applications IMMEA 2009. Hammamet, Tunisia, May 8-10.

20. K. Bormanis, A.I. Burkhanov, Yu.V. Kochergin, and A. Kalvane. Polarization of

SrBi2Ta209 Ceramics at Infra-Low Frequencies. Physica status solidi (c), 6,12, 2762-2764,2009.

21. K. Bormanis, A. I. Burkhanov, Yu. V. Kochergin, A. Kalvane, M. Dambekalne,

and A. Sternberg. Depolarization Currents and Ageing in Layered Nao 5Bis.5Ti2Nb4027 and Nao5Bi85Ti2Ta4027 Ferroelectrics. Ferroelectrics, 378, pp. 37-41,2009.

Отпечатано в типографии издательства «ПЕРЕМЕНА», Бумага 80 гм2, марка «Г», ф. печ. лист 840x600/1/16, Печать трафаретная (ризографическая), тираж 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОЦЕССЫ РЕЛАКСАЦИИ ПОЛЯРИЗАЦИИ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКАХ С РАЗМЫТЫМ ФАЗОВЫМ ПЕРЕХОДОМ (РФП).

1.1. Сегнетоэлектрики с размытым фазовым переходом.

1.2. Процессы диэлектрического старения в СЭ.

1.3. Сегнетоэлектрические твердые растворы со слоистой структурой.

1.4. Выводы.

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

2.1. Экспериментальные установки для исследования диэлектрического отклика образцов.

2.2. Установка для измерения токов поляризации и деполяризации образцов.

2.3. Методика измерений.

2.4. Образцы.

ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ НИЗКО- И ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНОГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОТКЛИКА ВИСМУТСОДЕРЖАЩИХ СЛОИСТЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ.

3.1. Температурные зависимости в'(Т) и 5"(Т) в керамике ВаВ12МЬ209 в области размытого фазового перехода.

3.2. Диэлектрические свойства керамик N30,5613.5^2^4027, №0,5В18.5Т12Та4О27, Ко,5В18.5Т12№>4027.

3.2.1. Температурные зависимости е'(Т) и е"(Т).

3.2.2. Влияние предыстории материала на поведение диэлектрического отклика.

3.2.3. Токи деполяризации в слоистых сегнетоэлектриках Ма^Вкз'ПзМцОгу и Нао,5В18.5Т12Та4027.

3.3. Диэлектрический отклик 8гВ12Та209 в слабых переменных полях в широкой области температур.

3.4. Выводы.

ГЛАВА 4. ПОВЕДЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ В ОБЛАСТИ РАЗМЫТОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА В КЕРАМИКЕ ВаВ121МЬ209и 8гВ12Та209.

4.1. Реверсивные зависимости диэлектрической проницаемости е'(Е) в ВаВУчГЬ209 в широкой области температур.

4.2. Амплитудные зависимости в'Эфф(Е) и е"Эфф(Е) в керамике ВаВ12МЬ209.

4.3. Реверсивные зависимости г'(Е=) в керамике 8гВ12Та209.

4.4. Амплитудные зависимости е'Эфф(Е) и г"Эфф(Е) в 8гВ12Та209.

4.5. Выводы.

Актуальность темы. Во многих функциональных устройствах, используемых в различных отраслях науки и техники, в качестве активных элементов применяют поликристаллические материалы, к которым относятся и сегнетоэлектрики с их уникальными электрофизическими свойствами. По мере развития сегнетоэлектричества продолжался и процесс поиска новых материалов, относящихся к обнаруженному классу материалов. Особое внимание этому направлению физики твердого тела было оказано во второй половине XX века, когда был открыт ряд новых сегнетоэлектриков, выявлена область их применения, а также разработаны методы получения сегнетоэлектриков (СЭ) с заданными свойствами. Работы В.А. Исупова и А.Г. Смоленского [69] показали, что наряду с СЭ материалами, обладающими четким фазовым переходом (ФП), существует особый вид СЭ, у которых наблюдается сильное размытие максимумов диэлектрической проницаемости (в') при сегнетоэлектрических фазовых переходах В дальнейшем подобные свойства были обнаружены у большого ряда сегнетоэлектрических материалов.

Одними из таких материалов являются слоистые СЭ с общей формулой Ат.1В12Вт03т+з1 которые являются сложными перовскитами [71]. В последние годы для классификации и прогнозирования новых типов кристаллических структур, а также поиска оптимальных путей их синтеза используется модульный подход, который рассматривает отдельные слои как строительные блоки кристаллических структур. В известной мере этот подход подобен подходам к поэтапной сборке сложных наноматериалов с тем принципиальным отличием, что фундаментальными структурными единицами в случае слоистых структур являются не ограниченные группы атомов или кластеры, а бесконечно протяженные слои. Интерес к слоистым СЭ вызван и перспективностью их использования в современном приборостроении, например, для изготовления конденсаторов, нелинейных элементов варисторного типа, в устройствах оперативной памяти, которые могут заменить считывающее - запоминающие устройства, основанные на кремнии, так как обладают низким рабочим напряжением, высокой скоростью чтения-записи и энергонезависимы. Кроме того, данные материалы проявляют превосходную выносливость к многократному переключению поляризации (до 10" циклов).

Применение низких и инфранизких частот при исследовании диэлектрического отклика подобных структур является актуальным, так как позволяет более детально исследовать и получить дополнительную информацию, касающуюся фундаментального аспекта физики размытых переходов в неупорядоченных конденсированных средах, а также существенно расширить область прикладных задач относительно применения слоистых сегнетоэлектриков.

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

Цель работы заключалась в исследовании процессов низко- и инфранизкочастотной релаксации поляризации слоистых сегнетоэлектриков-керамик ВаШгМьОд, Као^В^^'ПоМ^СЬ?,

Ыао,5В18.5Т12Та4027, ^^¡а.зТъМ^СЬу, 8гВ12Та209 при влиянии внешних воздействий различной природы в широкой области температур. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: 1. Изучение низко— (НЧ) и инфранизкочастотных (ИНЧ) диэлектрических спектров комплексной диэлектрической проницаемости е* слоистых сегнетоэлектриков.

2. Исследование особенностей процессов долговременной релаксации поляризации в слоистых сегнетоэлектриках в зависимости от предыстории материалов.

3. Изучение характера диэлектрической нелинейности и особенностей переполяризационных характеристик в керамиках ВаВ12Мз209 и 8гВ12Та209 при различных значениях внешнего смещающего и переменного электрических полей в широкой температурной области.

Научная новизна.

1. У слоистого сегнетоэлектрика ВаВ12МЬ209 выявлен релаксорный тип частотно-температурной зависимости диэлектрического отклика в диапазоне низких и инфранизких частотах.

2. Для слоистых сегнетоэлектриков Ка0,5В18.5Т12НЬ4О27, Нао,5В18.5Т12Та4027 показано существование при температурах, расположенных ниже Тс, дополнительных максимумов е'(Т), зависящих от времени старения материала.

3. При изучении влияния смещающего поля показано, что характер диэлектрической нелинейности в слоистом сегнетоэлектрике ВаВьКЬ209 может определяться поведением полярных кластеров и нанообластей подобно тому, как это происходит в неупорядоченных системах типа полярного (дипольного) стекла.

4. Показано, что характер переполяризационных процессов в керамике 8гВ12Та209 в диапазоне инфранизких частот определяется поведением доменной структуры в существенно дефектной среде.

Результаты были получены впервые.

Практическая значимость. Новые экспериментальные результаты и закономерности, полученные в настоящей диссертационной работе при исследовании диэлектрического отклика в слоистых сегнетоэлектриках ВаВъ№>209, Нао,5В18.5Т12№>4027, Ыа^В ¡8.5ТъТа4027, Ко^В^^ТьМ^О^,

8гВьТа209 в зависимости от влияния постоянных и переменных электрических полей, позволяют значительно пополнить имеющуюся информацию о процессах диэлектрической релаксации в материалах, обладающих размытым фазовым переходом, что будет полезно как для разработчиков технических применений, так и для проверки существующих и разработки новых теоретических представлений об особенностях физических свойств в области размытых фазовых переходов.

Объекты исследований. В качестве объектов исследований выбраны следующие составы слоистых сегнетоэлектриков: ВаВьМ>209, Ыа0,5В18.5Т12МЬ4О27, Иао^В^ 5ТьТа4027, Ко^В^.зТЪМ^СЬу, 8гВ12Та209. Данные материалы приготовлены из тонкоизмельченных оксидов или солей соответствующих металлов методом термохимической реакции в твердой фазе в Институте физики твердого тела Латвийского университета. Рентгеноструктурный анализ синтезированных соединений показал, что во всех случаях кристаллическая решетка имеет два перовскитоподобных слоя, чередующихся с висмут-кислородными слоями.

В зависимости от соотношения компонент и степени упорядоченности ионов в узлах кристаллической решетки данные материалы относятся к сегнетоэлектрикам с размытым фазовым переходом. Существенное различие как в степени размытия фазового перехода, так и в значениях температур фазового перехода дают возможность провести сравнительные исследования данных объектов и получить новую информацию, актуальную как с точки зрения фундаментальных исследований, так и в связи с перспективностью применения их в технике.

На защиту выносятся; 1. В основе релаксороподобного диэлектрического отклика слоистого сегнетоэлектрика ВаВъМъОд лежат медленные процессы релаксации поляризации, характерные для неупорядоченных систем типа полярного (дипольного) стекла.

2. Экспериментальные результаты, устанавливающие причины возникновения дополнительных аномалий электрофизичеких свойств в слоистых сегнетоэлектриках Nao,5Bi8.5Ti2Nb4027 и Nao^Big.sTV^Cby при температурах, расположенных существенно ниже температур сегнетоэлектрического фазового перехода в данных материалах.

3. Вклад в диэлектрический отклик слоистого сегнетоэлектрика SrBi2Ta2C>9 в слабых полях инфранизкой частоты определяется двумя основными составляющими: релаксацией объемного заряда и осцилляцией доменных границ в существенно дефектной среде.

4. Экспериментальные результаты, определяющие характер переполяризационных процессов в слоистом сегнетоэлектрике SrBi2Ta209 в широкой области температур.

Апробация результатов работы. Основные результаты, изложенные в диссертационной работе, докладывались на 5 Международном семинаре физики сегнетоэластиков (ВГУ, Воронеж, 2006), XI Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (ВолГУ, Волгоград, 2006); Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (МИРЭА, Москва, 2006); Международной конференции «Функциональные материалы и нанотехнологии FMNT'2007» (Рига, Латвия, 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); Международной конференции по материалам для электронных компонентов (2007, Маракеш); Polecer conference piezoelectricity for end users III (Либерцы, Чешская республика, 2007); XVIII Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков ВКС-18 (ЛЭТИ, Санкт-Петербург, 2008); Международной конференции «Функциональные материалы и нанотехнологии FMNT'2008»

Рига, Латвия, 2008); 6-ом Международном семинаре физики сегнетоэластиков (ВГУ, Воронеж, 2009); Второй международной конференции по материалам для электронных компонентов (Хаммет, Тунис, 2009); на 15-ой конференции по полупроводникам и диэлектрическим материалам (Вильнюс, 2009); на 12-ой международной конференции по сегнетоэлектричеству и на 18-ой международном симпозиуме по сегнетоэлектрическим материалам (Ксиан, Китай, 2009); Ежегодных научно-технических конференциях ВолГАСУ (2006, 2007, 2008, 2009).

Публикации

Содержание диссертации опубликовано в 21 печатной работе (из них 14 статей в научных журналах, 4 из которых опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 7 тезисов конференций).

Структура и объем

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем составляет 113 страниц, включая 41 рисунок, 3 таблицы. Список литературы содержит 126 наименований.

4.5. Выводы

1) При изучении влияния смещающего поля Е= на характер диэлектрического отклика керамики ВаШ2МЬ209 установлено, что в слоистом сегнетоэлектрике ВаВьШьОд существенно проявляются, медленные процессы релаксации поляризации, связанные с поведением полярных кластеров и нанообластей, определяющих основной вклад в поляризацию в неупорядоченных системах типа полярного (дипольного) стекла.

2) При исследовании реверсивных зависимостей г'(Е) в слоистом сегнетоэлектрике — керамике 8гВьТа2С>9 показано, что поведение е'(Е) в 8гВ12Та209 существенным образом отличается от поведения г'(Е) в ВаВьЫЬ209. Причиной данного отличия является то, что в 8гВ12Та2С>9 основной вклад в характер релаксации поляризации определяется поведением сегнетоэлектрических доменных границ в существенно дефектной среде.

3) Динамикой доменных границ в данном материале обуславливается и характер частотно-температурной эволюции петель поляризации в 8гВъТа209 на частотах 0,1 - 10 Гц при температурах Т<ТС. Показано, что в достаточно протяженном температурном интервале имеет место «закругление» концов петель, указывающее на существование значительной «диэлектрической вязкости» при процессах переполяризации в 8гВ12Та2С>9 и которая свидетельствует о значительной концентрации различных дефектов в данном материале.

4) Выявлено, что при увеличении температуры образца (Т> 20°С) проявляется существенный вклад проводимости в процессы релаксации поляризации в 8гВьТа209 на инфранизких частотах. Анализ частотных зависимостей эффективной проводимости свидетельствует о прыжковом типе параметра.

5) Изучение температурно-полевых зависимостей остаточной поляризации показало, что в исследуемом материале 8гВ12Та209 отношение Рг/Рт достигают значений (0,9), свидетельствующие о хороших переключательных свойствах материала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе исследованы низко— и инфранизкочастотные диэлектрические свойства слоистых сегнетоэлектриков - керамик ВаВъ№>209, Ыао,5В18.5Тъ№>4027 , Ыа0,5В18.5,П2Та4О27, К^В^зТЬМ^О^, 8гВ12Та209 при влиянии внешних воздействий различной природы: сильных и слабых, постоянных и переменных полей, в широкой области температур. Основные выводы сделанные по работе представлены ниже:

1. Установлено, что в основе релаксороподобного диэлектрического отклика слоистого сегнетоэлектрика ВаВ12М)209 лежат медленные процессы релаксации поляризации, характерные для неупорядоченных систем типа полярного (дипольного) стекла, а именно, переориентацией полярных нанообластей и осцилляциями фазовых (доменных) границ полярных сегнетокластеров.

2. Обнаружены дополнительные аномалии электрофизичеких свойств в слоистых сегнетоэлектриках Ыао,5В18.5Т12НЬ4027 и Ма0,5В185гП2Та4О27 при температурах расположенных существенно ниже температур сегнетоэлектрического фазового перехода в данных материалах. Наиболее вероятными причинами проявления как диэлектрических аномалий на инфранизких частотах при слабых измерительных полях, так и аномалий токов являются физические процессы, в основе которых лежат явления, связанные с образованием ловушек для неравновесных носителей заряда в существенно неоднородной структуре (наличие межзеренных, межкристаллитных, фазовых границ). С

3. Исследование НЧ и ИНЧ дисперсии & и процесса диэлектрического старения в слоистом сегнетоэлектрике 8гВьТа209 позволяет сделать вывод о том, что вклад в диэлектрический отклик данного материала при слабых измерительных полях определяется двумя основными составляющими: релаксацией объемного заряда и осцилляцией доменных границ в существенно дефектной среде.

4. Установлено, что характер переполяризационных процессов в слоистом сегнетоэлектрике 8гВ12Та209 в средних и сильных полях обуславливается динамикой доменных границ в данном материале. При этом, анализ петель поляризации показал существование значительной релаксации, связанной с «диэлектрической вязкостью» материала при процессах переполяризации в средних полях в 8гВ12Та209, которая обусловлена значительной концентрацией дефектов в данном материале.

5. Показано, что «крутизна» фронта переключения поляризации определяемая по амплитудной зависимости нормированной остаточной поляризации Рг/Рт в определенном температурном интервале достигает достаточно высоких значений, что делает актуальной исследуемую керамику 8гВ12Та209 для применения в качестве активного элемента в каких-либо рабочих ячейках на основе СЭ материалов

1. Кузьминов Ю.С. -Сегнетоэлектрические кристаллы для управлениялазерным излучением. // М.: Наука. 1982, с. 100-175.

2. Дубовик М.Ф. В сб. Монокристаллы и техника./Дрогайцев Е.А., Теплицкая

3. Т.С. // Харьков. ВНИИ монокристаллов, 1975, В.5 с.23.

4. Ainger Frank W. -Ferroelectrics electro-optic materials. // Electro-Opt. and

5. Nonlinear Opt. Mater.: Proc. Symp. Electro-Opt. and Nonlinear Opt., Anaheim, Calif., Oct. 31-Nov. 1989. Westerville (Ohio), 1990. c. 3-20.

6. Копылов Ю.Л. Пьезо- и сегнетоматериалы и их применение/ Кравченко

7. В.Б., Дудник О.Ф.// М.: МДНТП им. Ф.Э.Дзержинского, 1978, 86 с.

8. Лайнс М. Сегнетоэлектрические и родственные им материалы./ Гласс А.

9. Москва.: "Мир", 1981, 316 с.

10. Иванова Л.А. Научно-технические прогнозы в области сегнетоэлектриков.

11. Сегнето— и антисегнетоэлектрические соединения. ./ Веневцев Ю.Н. // М., НИИТЭХИМ. 1984. 75 с.

12. Круминь А.Э. Прозрачная сегнетокерамика в качестве объекта физическихисследований, оптические и электрические свойства. Фазовые переходы и сопутствующие им явления в сегнетоэлектриках.// Сб. научн. трудов. Рига. ЛГУ. 1984. с.3-24.

13. Смоленский Г.А. Электрооптический эффект в кристаллах PbMgi/3Nb2/303./

14. Крайник Н.Н., Бережной А.А., Мыльникова И.Е. // ФТТ. 1968, т. 10, вып. 2, с. 467-471.

15. Смоленский Г.А. Фазовые переходы в некоторых твердых растворах, обладающих сегнетоэлектрическими свойствами./ Исупов В.А. // ДАН СССР. 1954. т. 9, № 1. с. 653-654.

16. Смоленский Г.А. Сегнетоэлектрические свойства твердых растворов станната-титаната бария./ Исупов В.А. // ЖТФ. 1954. т. 24, № 8. с. 13751386.

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

18. Cross L.E. Relaxor ferroelectrics. // Ferroelectrics 1987. V.76. N1-2. P.241267.

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

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

21. Гориш А.В. Пьезоэлектрическое приборостроение. Том I. Физика сегнетоэлектрической керамики./ Дудкевич В.П., Куприянов М.Ф., Панич А.Е., Турик А.В.// М.: ИПРЖ, 1999. 368 с.

22. Sternberg A. Transparent ferroelectric ceramics recent trend and status quo.

23. Ferroelectrics. 1992. V.131. P. 13-23.

24. Zuo-Guang Ye. Relaxor ferroelectric Pb(Mgi/3Nb2/3)03: properties and presentunderstanding. //Ferroelectrics. 1996. V.184. P. 193-208.

25. Исупов В. А. Поляризационно—деформационные состояния сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом. // ФТТ. 1996. Т. 38. №5. С.1326-1330.

26. Isupov V.A. New approach to phase transition in relaxor ferroelectrics. //Phys.Stat. Sol. (b). 1999. V.213. P.211-218.

27. Исупов В.А. Сегнетоэлектрики со слабо размытыми фазовыми переходами. // ФТТ. 1986. Т.28. №7. С. 2235-2238.

28. Isupov V.A. Diffuse ferroelectric phase transition and PLZT ceramics // Ferroelectrics. 1992. V.131. P.41-48

29. Исупов В.А. Явления при постепенном размытии сегнетоэлектрическогофазового перехода. // ФТТ. 1992. Т.34. №7. С.2025-2030

30. Isupov V.A. Parametrs of ferroelectric phase transitions diffuseness in PMN-PT and PMN-PNN solid solutions. / Isupov V.A., Pronin I.P., Ayazbaev T.// Ferroelectrics. 1998. V.207. P.507-517.

31. Размеры областей Кенцига и размытие фазового перехода в керамике PMN-PZT./ Цоцорин А.Н., Гриднев С.А., Рогова С.П., Лучанинов А.Г. //Изв.РАН. Сер.физ. 1998. Т.62. №4. С.1579-1583.

32. Цоцорин А.Н. Диэлектрическая релаксация и размытые фазовые переходы в твердом растворе PMN-PZT. // Автореф. дисс. на соискание ученой степени к. ф —м. н., Воронеж. 1999. ВГТУ. 16 с.

33. Гриднев С.А. Электрострикционные свойства твердого раствора магнониобата свинца цирконата- титаната свинца. / Гриднев С.А., Цоцорин А.Н., Лучанинов А.Г. // Вестник ВГТУ. Сер. Материаловедение. 1999. Вып. 1.5. С.85-89.

34. Bell A.J. Calculations of dielectric properties from the superparaelectric modelof relaxors. //J. Phys.: Condens. Matter. 1993. V.5. №46.P. 8773-8792.

35. Toulouse J. Relaxor and superparaelectric behavior in the disordered ferroelectrics KLT and KTN / Toulouse J. and Pattnaik R. // Ferroelectrics. 1997.V.199. P.287-294.

36. Исупов B.A. Природа физических явлений в сегнеторелаксорах. / ФТТ, 2003, т. 45, вып. 6, с. 1056-1060.

37. Исупов В.А. Возможность суперпараэлектричества в керамике СВТ (SrTi03 : Bi). / ФТТ, 2005, т.47, вып. 12, с.2152-2156.

38. Вонсовский С.В. Магнетизм.// Наука, М., (1971).

39. Burns G. Glassy polarization behavior in ferroelectric compounds Pb(Mg1/3Nb2/3)03 and РЬ(2п,/зЫЬ2/з)Оз. / Burns G., Dacol F.N.// Solid State Commun. 1983.V.48.№ 10.P.853-856.

40. Burns E. Crystalline ferroelectrics with glassy polarization behavior. / Burns

41. E., Dacol F.H. // Phys. Rev. B. 1983. V.28. № 5. P.2527-2530.

42. Viehland D. Deviation from Curie-Weiss behavior in relaxor ferroelectrics. /

43. Viehland D., Jang S.J, Cross L.E, Wuttig M. // Phys. Rev. B. 1992. V.46. №13. P.8003-8006.

44. Dielectric spectra and Vogel-Fulcher scaling in Pb(INo.sNbo.5)03 relaxor ferroelectric./ Bokov A.A., Leschenko M.A., Malitskaya M.A. and Raevski I.P // J. Phys.: Condens. Matter. 1999. V.l 1. P. 4899-4911.

45. Kleeman W. Random-field induced antiferromagnetic, ferrolectric and structural domains states. Hint. J. Mod. Phys. B. 1993. V. 7. №3. P. 24692507.

46. Westphal V. Diffuse phase transition and random-field-induced domain statesof the "relaxor" ferroelectric PhMg^Nba^Cb . /Westphal V., Kleeman W. and Glinchuk M.D.// Phys. Rev. Lett. 1992. V.68. №6. P.847-850.

47. Glinchuk M.D. Relaxor ferroelectrics in the random field theory framework ./

48. Glinchuk M.D., Farhi R. and Stefanovich V.A.// Ferroelectrics. 1997.V.199. P. 11-24.

49. Круминь А.Э. Прозрачная сегнетокерамика в качестве объекта физических исследований, оптические и электронные свойства. // Фазовые переходы и сопутствующие им явления в сегнетоэлектриках: Сб.науч.трудов. Рига, ЛГУ. 1984. С. 3-62.

50. Сандомирский В.Б. Аномальные фото-э.д.с. в модели сильно легированного и компенсированного сегнетоэлектрика / Сандомирский В.Б., Халилов Ш.С., Ченский Е.В. //ФТТ. 1982. Т.24. №1. С.ЗЗ 18-3326.

51. Круминь А.Э. Случайные поля и фазовые переходы в прозрачной сегнетокерамике ДТСЛ //Сегнетоэлектрики: Сб.науч.трудов. Минск. МПИ. 1985. С.72-78.

52. Glinchuk M.D. Theory of nonlinear susceptibility of relaxor ferroelectrics. /

53. Glinchuk M.D. and Stephanovich V.A. // J.Phys.: Condens.Matter. 1998. V.10. P.11081-11094.

54. Tagantsev A.K. Mechanism of polarization response in the ergodic phase of arelaxor ferroelectric. /Tagantsev A.K. and Glazounov A.E. //Phys. Rev. (B). 1998. V.57.№1.P.18-21.

55. Tagantsev A.K. Dielectric non-linearity and the nature of polarization responseofPbMg1/3Nb2/303 relaxor ferroelectric. /Tagantsev A.K. and Glazounov A.E. //J. of Korean Phys. Soc. 1998. V.32. P.S951-S954.

56. Glazounov A.E. Evidence for domain-type daynamics in ergodic phase of PbMgl/3Nb2/303 relaxor ferroelectric. /Glazounov A.E., Tagantsev A.K. and Bell A.J. // Phys. Rev.B. 1996. V.53. P. 11281-11289.

57. Glazounov A.E. A "breathing" model for the polarization response of relaxorferroelectrics. /Glazounov A.E., and Tagantsev A.K. // Ferroelectrics. 1999. V. 221. P. 55-66.

58. Nattermann T. Nucleation, pinning and hysteresis effects at the incomensurate-commensurate transition //J. Phys. C: Solid State Phys. 1985. V.18. №30. P.5683-5996.

59. Nattermann T. Dielectric tails in K2ZnCl4: no evidence for an intrinsic chaoticstate. //Phys. Stat. Sol. 1986. V.B133. №l.P.65-70.

60. Шильников A.B. Низкочастотная диэлектрическая дисперсия в кристаллах ТГС. // Тезисы докл. VII науч. конф. по сегнетоэлектричеству. Воронеж. 1970. С. 136.

61. Низкочастотная диэлектрическая дисперсия в кристаллах сегнетовой соли

62. Шильников А.В., Попов Э.С., Рапопорт С.Л., Шувалов Л.А. // Кристаллография. 1970. Т.15. С. 1176-1181.

63. Шильников A.B. Некоторые диэлектрические свойства полидоменных монокристаллов сегнетовой соли, триглицинсульфата и дигидрофосфата калия. // Дис. канд. физ. мат. наук. 1972. Волгоград. ВГПИ. 224с.

64. Шильников A.B. Низко- и инфранизкочастотная диэлектрическая спектроскопия некоторых сегнетоэлектрических кристаллов и керамик. //Изв. АН СССР. Сер. физ. 1987. т.51,№10. с.1726-1735.

65. Мисарова А. Старение монокристаллов титаната бария // ФТТ. I960. Т.2.6. C.I276-I282.

66. Моравец Ф. Изменение ширины доменов в кристаллах триглицинсульфата со временем /Моравец Ф., Константинова В.П. // Кристаллография. 1968. Т.13. №2. С.284-289.

67. Константинова В.П. Исследование доменной структуры триглицинсульфата при старении . / Константинова В.П., Станковская Я. //Кристаллография. 1971.Т.16. № 1. C.I58-I63.

68. Донцова Л.И. Влияние термических и электрических воздействий на процесс старения сегнетоэлектриков // Дис.канд.фиэ.-мат. наук. Калинин. КГУ. 1969. 238с.

69. Камышева Л.Н. Диэлектрическая релаксация в кристаллах группы КН2РО4 / Камышева Л.Н., Сидоркин A.C., Зиновьев И.Н. // Изв.АН СССР. Сер.физ. 1984. Т.48. №6. С.1126-1130.

70. Fernandez J.F. Dielectric and piezoelectric aging of pure and Nb-doped BaTi03 /Fernandez J.F., Duran.P, and Moure CM Ferroelectrics. 1990. V.106. P.381-386.

71. Plessner K.W.// Proc. Phys. Soc. 1956. V.69. P. 1261-1272.

72. Ikegami S. Mechanism of Aging in Poly crystalline BaTi03 /Ikegami S. and

73. Ueda I. //J.Phys.Soc.Jpn. 1967. V.23. P.725-734.

74. О некоторых особенностях доменного вклада в диэлектрические свойствамонокристаллов ТГС на инфранизких и низких частотах / Шильников A.B., Попов Э.С., Шувалов Л.А., Донцова Л.И., Савин A.M.,

75. Константинова В.П. //Сб. Физика диэлектриков и полупроводников. ВПИ. Волгоград. 1978. С.7-18.

76. Diderichs Н. and Arlt G. //Ferroelectrics. 1986. V.68. P.281-287.

77. Струков Б.А. Физические основы сегнетоэлектрических явлений в кристаллах. /Струков Б.А., Леванюк А.П.//М.: Наука. 1983. 239с.

78. Robel U. Dielectric aging and its temperature dependence in ferroelectric ceramic. / Robel U., Schneider-Stormann and Arlt G. // Ferroelectrics. 1995. V. 168. P. 301-311.

79. Arlt G. Aging and fatigue in bulk ferroelectric perovskite ceramics. /Arlt G. and Robel U. // Integrated Ferroelectrics. 1993. V.3. P.343-349.

80. V.M. Ischuk, Z.A. Samoylenko, V.L. Sobolev, J.Phys.: Condens. Matter, 18,11371 (2006).

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

82. К. Борманис. Получение и свойства слоистых соединений типа перовскита./ М. Дамбекалне, А. Калване, А.И. Бурханов. Мисарова А.// ФТТ. 2006. Т.48. №6. С. 1086-1087.

83. В.А. Исупов. Некоторые особенности слоистых сегнетоэлектриков типа

84. Ат.,В12МтОзт+з// ФТТ. 1997. Т.39. №1. С.135-136.

85. Смоленский Г.А. Сегнетоэлектрические свойства твердых растворов цирконата бария в титанате бария. / Смоленский Г.А., Тарутин Н.П., Трушин Н.П. // ЖТФ. 1954. т. 24, вып. 9, с. 1584-1593.

86. Боков В.А. Электрические и оптические свойства монокристаллов-сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом. / Боков В.А., Мыльникова И.Е.// ФТТ, 1961, т. 3, вып. 3, с. 841-855.

87. Low frequency dielectric response of PbMgi/3Nb2/303 /Colla E.V., Okuneva

88. N.M., Koroleva E.Yu., Vakhrushev S.B.// J. Phys. Condensed Matter, 1992, v. 4, pp. 3671-3677.

89. Tellier J. A comparative study of the Aurivillius phase ferroelectrics CaBi4Ti4Oi5 and BaBi4Ti4Oi5./ Boullay Ph., Manier M., Mercurio D. J.Solid State Chem. 2004. 177. №6. C. 1829-1837.

90. How R.Z. Substitution of Sm3+ and Nb3+ for Bi3+ in SrBi8Ti7027 mixed aurivillius phase./ Chen X.M., Wu S.Y.// Jap. J. Appl. Phys. Pt.l. 2003. 42. №8. C.5169-5171.

91. Pineda-Flores J.L. Synthesis and dielektric characteristics of the layered structure Bi4.xRxTi3Oi2 (Rx=Pr, Nb, Gd, Dy)./ Chavira E., Reyes-Gasga J., Gonzalez A.M., Huanosta-Tera A.J.// J.Eur.Ceram. Soc. 2003. 23. №6. C.839-850.

92. Yan Haixue. Dong Xianlin. Thermal depoling of high point Aurivillius phaseferroelectric ceramics./ Zhang Hongtao, Reece Michael J.//Appl. Phys. Lett. 2005.87. №8. C.082911/1-082911/3.

93. Aoyagi Rintaro. Ferroelectric and piezoelectric properties of bismuth layeredstructure ferroelectric (Sr, Na, Bi)Bi2Ta2C>9 ceramics./ Takeda Hiroaki, Okamura Soichiro, Shiosaki Tadashi// Mater. Sci. and Eng. B. 2005. 116. №2. C.156-160.

94. Власенко В.Г. Структура и диэлектрические свойства фазы ауривиллиуса

95. Bi2,25Cao,5Nao,25Nb209./ Шуваев А.Т., Дранников Д.С., Пирог И.В., Зарубин И.А. // Неорган, матер. 2006. 42. №5. С.596-602.

96. Takenaka Т. Bismuth layer-structured ferroelectrics with high Curie temperatures: Тез. 3 Asian Meeting on Electroceramics, Singapore, 7-11 Dec, 2003./ Nagata H., Suzuki M.// (Япония, Tokio University of Science) Ceram. Int. 2004. 30. №7. C.2053.

97. Харитонова Е.П. Синтез и электрофизические свойства смешанослойныхфаз Ауривиллиуса/ Воронкова В.И.// Неорган, матер., Vol:43, №12, С.1488-1493.

98. Яновский В.К., Сегнетоэлектрические висмутсодержащие соединения сосмешанной слоистой перовскитоподобной структурой./Воронкова В.И.// Кристаллография. 1988. Т. 33. № 15. С. 1278-1281.

99. Teller J. The Ciystal Structure of the Mixed-Layer Aurivillius Phase Bi5Ti1.5W1.5O15./ Boullay Ph., Creon N., Mercurio D.// Solid State Sci. 2006. V. 7. P. 1025-1034.

100. Cai Meng-Qiu. Electronic structures and ferroelectric properties of ABi2Ti209/

101. Yin Zhen, Zhang Ming-Sheng.// Solid State Commun. 2005. 133. №10. C.663-666.

102. Лобановский JI.C. Новая кристаллоструктурная фаза в нестехиометрическом по кислороду слоистом перовските NbBaCo205;72/ Троянчук И.О.// Письма в ЖЭТФ. 2005. Т.82.№ 11.С. 814-817.

103. Солдуха A.M. Особенности праыжковой проводимости в висмутсодержащей оксидной слоистой керамике/ Либерман З.А.// ФТТ. 2001. Т.43. №11. С. 1966-1968.

104. Huang Ping. Диэлектрические свойства слоистого композита висмута Sro;3Ba0(7Bi4.xLaxTi4Oi5./ Xu Tingxian, Sun Qingchi.// Guisuanyuan xuebao=J. Chin. Ceram. Soc. 2004. 32. №7. C.808-811.

105. Chon Uong. Layered perovskites with giant spontaneous polarizations for nonvolatile memories./ Jang Eyum M., Kim M.G., Chang C.H.// Phys. Rev. Lett. 2002. 89, №8, c. 087601/1-087601/4.

106. Fernandez J.F. Relaxor behavior of PbxBi4Ti3+xOi2+3X (x=2,3) Aurivillius ceramics./ Coballero A.C., Villages M., De Frutos J., Lascano L.// Apple. Phys. Lett. 2002. 81, №25, c. 4811-4813.

107. Borg Stefan. Structure study of Bi2,5Nao,5Ta209 and Bi2,5Namis5Nbm03m+3 (m=2-4) by neutron powder diffraction and electron microscopy./ Svensson Goran, Bovin Jan-Oiov.// J. Solid State Chem. 2002. 167, № 1. c. 86-96.

108. K. Yoshio. Ferroelectric phase transition and new intermediate phase in Bi-layered perovskite SrBi2Ta209./ A. Onodera, H. Yamashita.// Ferroelectrics, 2003. V.284. P. 65.

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

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

111. Нестеров В.Н. Динамика доменных и межфазовых границ в сегнетоэлектрических твердых растворах на основе цирконата титаната свинца ( компьютерный анализ) // Дис. канд.физ.мат.наук. Волгоград. ВолгГАСА. 1998. 172 с.

112. Гороховатский Ю.А. Термоактивационная токовая спектроскопия высокоомных диэлектриков и полупроводников./ Бордовский Г.А. //М: Наука. 1991. 248с

113. Gridnev S.A. Dielectric relaxation in disordered polar dielectrics// Ferroelectrics. 2002. V.266. P. 171-209.

114. P.H. Короткое. Диэлектрический свойства твердых растворов (l-x)0.7PbZr03-0.3Ko,5Bio,5Ti03.-xSrTi03 в окрестностях фазовых переходов./ С.П. Рогова, Н.Г. Павлова// ЖТФ. 1999. Том. 69. Вып. 3. С.35-38.

115. A.B. Турик. Диэлектрические спектры неупорядоченных сегнетоактивных систем: поликристаллы и композиты./ Г.С.Радченко, А.И.Чернобабов, С.А.Турик, В.В.Супрунов.// ФТТ. 2006. Т48. В6. С.1088-1090.

116. А.И. Бурханов. Особенности низко- и ифранизкочастотного диэлектрического отклика слоистых сегнетоэлектриков. /В.Н. Нестеров, Ю.В. Кочергин, К. Борманис, А. Калване, М. Дамбекалне.// Известия РАН. Серия Физическая. Т.71. №10. 1453 (2007).

117. A.B. Турик, В.Я. Мащенко, Г.И. Хасабова, А.Д. Феронов. Физика твердого тела. Т. 17. №8. 2389 (1975).

118. С.А. Гриднев. Сегнетоэлектрики и пьезоэлектрики./ Л.Н.Коротков.// Сборник научных трудов. Калининград (1989). С. 16. Калинин, гос. ун-т ; редкол.: В. М. Рудяк (отв. ред.) и др.

119. А.И. Бурханов. Диэлектрические свойства разупорядоченной сегнетоэлектрической керамики PSN-PT/ С.А. Сатаров, A.B. Шильников,

120. К. Борманис, А. Штернберг, А. Калване.// Известия РАН. Серия физическая. Т.68. №7. 978 (2004).

121. В.М.Фридкин. Сегнетоэлектрики-полупроводники. Наука. Москва. (1976). 408 с.

122. А.А. Спрогис. Фазовый переход и сопутствующие им явления в сегнетоэлектриках./ JI.A. Шебанов, В.И. Димза, А.И. Калване.// Сборник научных трудов. Рига. (1984). С. 63. Латвийский, гос. ун-т ; редкол.: JI. Шебанов (отв. ред.) и др.

123. Сидоркин А.С. Доменная структура в сегнетоэлектриках и родственных материала.// Москва: Физматлит. 2000. 240с.

124. Huang Y.N. Domain freezing in KDP and TGS. /Huang Y.N., Wang Y.N., Li X. and Ding Y. // Journal of the Korean Physical Society. 1998. V.32. P. S733-S736.

125. Дистлер Г.И. Реальная структура сегнетоэлектрических кристаллов и влияние воздействия на элементы этой структуры // Сегнетоэлектрики при внешних воздействиях: Сб.науч.трудов. Ленинград. ФТИ. 1981. С. 17-29.

126. Al-Shareef H.N. Qualitative model for the fatigue-free behavior of SrBi2Ta209./ Dimos P., Boyle T.J., Warren W.L., Tuttle B.A.// Applied Physics Letters, V. 68, Issue 5, 1996, P. 690-692.

127. Орешкин П.Т. Физика полупроводников и диэлектриков. Учеб. Пособие для специальности «Полупроводники и диэлектрики» вузов. М., «Высшая школа». 1977. 448 с.

128. А.И.Бурханов. Реверсивные зависимости диэлектрической проницаемости в сегнетокерамике х PZN-(l-x) PSN./ А.В.Алпатов, А.В.Шильников, К.Борманис, А.Калване, М.Дамбекалне, А.Штернберг.// Физика твердого тела 48, 1047 (2006).

129. Бурханов А.И. Влияние внешних воздействий на релаксационные явления в монокристалле Sr0.75Ba0.25Nb2O6. /Бурханов А.И., Шильников А.В., Узаков Р.Э. //Кристаллография. 1997. Т.42. № 6. С.1069-1075.

130. Казарновский Д.М. Сегнетоэлектрические конденсаторы. M-JL: Государственное энергетическое издательство. 1956.- 223с.

131. Yul-Kyo CHUNG and Dong-II CHUN, J. of the Korean Physical Society, 32, S724 (1998).

132. I.N.Geifman. Phase transitions in Kl-xLixTo03. Ferroelectrics 131, 207 (1992).

133. Рудяк B.M. Процессы переключения в нелинейных кристаллах. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1986. 286 с.

134. Шильников А.В. -Роль доменных и фазовых границ в процессах низко-и инфранизкочастотной поляризации и переполяризации модельных сегнетоэлектриков. // Дисс. д-ра физ.-мат. наук. 1988. 319с.

135. Lord Rayleigh R.S. // Phil. Mag. 1887, Vol. 23, p. 225.

136. Indrani Coondoo. Ferroelectric and piezoelectric properties of tungsten substituted SrBi2Ta209 ferroelectric ceramics./ S.K. Agarwal, A.K. Jha.// Materials Research Bulletin 44 (2009) 1288-1292.

137. 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