Динамика доменных границ и релаксационные явления в сегнетоэлектрических твердых растворах со структурой перовскита тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

ОД

На правах рукописи

ПОПОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

ДИНАМИКА ДОМЕННЫХ ГРАНИЦ И РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ СО СТРУКТУРОЙ ПЕРОВСКИТА

Специальность 01.04.07 - физика твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ВОРОНЕЖ - 1998

Работа выполнена на кафедре физики твердого тела Воронежского государственного технического университета.

Научный руководитель: доктор физико- математических наук,

профессор Гриднев С.А.

Официальные оппоненты: доктор физико- математических наук,

профессор Сидоркин А. С.

кандидат физико- математических наук, доцент Котов А.П.

Ведущая организация: Ростовский-на-Дону государственный

педагогический университет

Защита состоится "1£" декабря 1998 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 063.81.01 при Воронежском государственном техническом университете (394026, г. Воронеж, Московский пр., 14, конференц- зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан "/У2." Ум^ц^хй- 1998 г.

Ученый секретарь

диссертацирнного Совета Д 063.81.01

Горлов М.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее время непрерывно возрастает интерес к исследованиям физических свойств сегнетоэлектрических твердых растворов со структурой перовскита (которые могут обладать размытыми фазовыми переходами) в окрестности точки Кюри и вдали от нее в сегнетоэлектрической фазе, ^го связано как с актуальностью для фундаментальной физики твердого тела, т.е. для создания теории реальных сегнетоэлектриков, так и с возможностью существенного улучшения их важных рабочих характеристик на основе управления реальной структурой материалов, а также для решения принципиально новых технических задач.

До недавнего времени основной акцент при исследовании сегнетоэлектриков был направлен на изучение физических свойств идеальных бездефектных материалов. Однако известно, что дефекты кристаллической структуры оказывают значительное, а порой и определяющее влияние на их различные свойства (электрические, акустические, оптические и др.). Надежно установлено, что сегнетоэлектрические доменные границы могут взаимодействовать с подвижными дефектами кристалла, причем такое взаимодействие проявляется в аномальном поведении различных структурно-чувствительных свойств материалов.

Одними из надежных и чувствительных методов изучения физических свойств реальных сегнетоэлектриков, в значительной мере определяющихся взаимодействием различных дефектов с кристаллической решеткой, являются методы исследования диэлектрических характеристик и низкочастотного внутреннего трения. Данные методы исследования могут дать ценнейшую информацию о состоянии и динамике доменной структуры, которую можно использовать для создания теории размытых фазовых переходов. Несмотря на большое число публикаций в настоящее время нет единой точки зрения на процессы, происходящие в сегнетоэлектрических твердых растворах со структурой перовскита в окрестности точки Кюри.

Таким образом, исследование динамики доменных границ и релаксационных явлений в сегнетоэлектриках со структурой перовскита является актуальной физической проблемой.

Настоящая работа является частью комплексных исследований, проводимых на кафедре физики твердого тела Воронежского государственного технического университета по госбюджетной теме НИР № ГБ 96.23 "Синтез, структура и свойства перспективных материалов электроники и вычислительной техники" и по фанту РФФИ № 94-02-06591.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы являлось экспериментальное исследование особенностей проявления динамики доменных границ в диэлектрических и механических свойствах сегнетоэлектрических твердых растворов структуры перовскита, в которых степень размытия сегнетоэлектриче-ского фазового перехода изменяется в широких пределах.

В соответствии с этой целью были поставлены следующие основные задачи:

1. На основе диэлектрических исследований изучить закономерности размытия фазового перехода при изменении содержания компонент твердого раствора.

2. Изучить термический гистерезис диэлектрических характеристик в окрестности фазового перехода при циклировании температуры.

3. Исследовать долговременную релаксацию метастабильных состояний, возникающих в области размытого фазового перехода.

4. Изучить дисперсию диэлектрических характеристик, обусловленную динамикой доменной структуры, в сегнетоэлектрической фазе при низких температурах.

5.Разработать модель низкочастотной релаксации доменных границ , объясняющую экспериментальные результаты.

Объекты исследования. В качестве объектов исследований были выбраны сегнетокерамические твердые растворы со структурой перовскита хКо5В105Т1Оз+{1-х)РЬ2Юз , в которых х изменялась от 0 до 1 и РЬ0.818г0.040^а<).5В10.5)0.15(гг0.575Т10.425)Оз , обладающие размытым фазовым переходом. Выбор указанных объектов обусловлен тем, что в системе твердых растворов xKo5Bio.5TiOз+(l-x)PbZЮз имеется возможность изменять характер фазового перехода от точечного до сильно размытого (релаксорного) при изменении КозВ^ТЮз, а состав на основе ЦТС характеризуется очень высокой подвижностью доменной структуры.

Научная новизна. Основные результаты экспериментальных исследований сегнетоэлектрических твердых растворов со структурой перовскита Ко5В1о.5ТЮз-РЬ2Юз и РЬо.818гоо4^ао5В1о.5)о.15(2го.575Т1'о4г5)Оз получены автором впервые и заключаются в следующем:

1. В бинарной системе хКо5В105ТЮз+(1-х)РЬ2гОз экспериментально установлено, что характер фазового перехода по мере увеличения концентрации титаната калия-висмута х от 0 до 1 монотонно изменяется от острого до сильно размытого.

2. Обнаружен аномальный термический гистерезис диэлектрических потерь, величина которого при увеличении х коррелирует со степенью размытия фазового перехода лишь до составов с х=0.25. При х>0.25 подобная корреляция отсутствует.

3. Экспериментально доказано, что процессы релаксации неравновесных диэлектрических параметров при изотермической выдержке образца состава с х=0.25 при разных температурах в области аномального термического гистерезиса связаны с динамикой доменных границ.

4. Разработана модель электростатического взаимодействия подвижных 90 -градусных доменных границ с точечными дефектами, которая качественно объясняет полученные экспериментальные результаты.

5. Экспериментально показано, что в сегнетокерамике ЦТС внутреннее трение при фазовом переходе в основном описывается в рамках флуктуационного механизма зарождения новой фазы вещества и движения межфазных границ через систему стопоров.

Практическая значимость. Полученные новые результаты углубляют представления о кинетике размытых фазовых переходов в твердых растворах со структурой перовскита, об общих закономерностях процессов перестройки доменной структуры и механизмах ее взаимодействия с дефектами. Установленные в работе зависимости и закономерности могут найти применения в лабораториях и научных центрах, занимающихся исследованиями реальной структуры сегнето-электриков, свойства которых зависят от состояния и динамики дефектов.

Развитые в работе представления о взаимодействии доменных границ с точечными дефектами могут быть использованы для разработки новых

сегнетоэлектрических твердых растворов со структурой перовскита, предназначенных для применения в устройствах электронной техники.

Осповные положения, выносимые ва защиту:

1. Обнаружение и объяснение природы аномального термического гистерезиса диэлектрических потерь при фазовом переходе.

2. Обнаружение и исследование релаксационных пиков диэлектрических потерь при низких температурах, имеющих доменную природу.

3. Разработка модели релаксационных диэлектрических потерь, обусловленных взаимодействием подвижных 90 -ных доменных границ с точечными дефектами.

4. Установление флуктуационного механизма низкочастотного внутреннего трения в области сегнетоэлектрического кубическо-тетрагонального фазового перехода.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 8 Международных и Всероссийских научных конференциях, в том числе на 6 Международном семинаре по физике сегнетоэластиков (Воронеж, 1994г.), 14 Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков (Иваново, 1995г. ), Международном семинаре "Релаксационные явления в твердых телах" (Воронеж, 1995г.), 4 Международном симпозиуме по доменам и мезоскопическим структурам (Вена, 1996г.), Международном семинаре по физике сегнетоэлектриков (Дубна, 1996г.), 5 Международном симпозиуме по доменам и мезоскопическим структурам (Пенсильвания, 1998г.), 2 Международном семинаре по релаксорным сегнетоэлек-трикам (Дубна, 1998г.), 8 Международной конференции по сегнетоэлектрикам-полупроводникам (Ростов-на-Дону, 1998г.).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 13 работах в виде статей и тезисов докладов, список которых приведен в конце автореферата.

Личный вклад автора. Все экспериментальные результаты получены лично автором. Определение направления исследований, обсуждение экспериментальных результатов и подготовка работ к печати и докладов на конференции осуществлялась совместно с научным руководителем проф. Гридневым С. А. Также автор использовал данные рентгеноструктурных исследований образцов,

полученные Роговой С.П. Низкотемпературные диэлектрические измерения были выполнены в университете им. Мартина-Лютера г. Галле (Германия).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка цитированной литературы из 121 наименования. Работа содержит 143 страницы машинописного текста, 46 рисунков и 1 таблицу.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введеяии обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, определены объекты исследования, перечислены положения, выносимые на защиту, показаны научная новизна полученных результатов и их практическая ценность, приведены сведения об апробации результатов работы, публикациях, объеме и структуре работы.

Первая глава диссертации содержит краткий обзор по теме диссертации.

Глава состоит из двух разделов. В первом разделе рассмотрены основные понятия и обозначения, используемые в физике реальных сегнетоэлектрических кристаллов с размытым фазовым переходом (ФП). Отмечаются различия в поведении диэлектрических и поляризационных характеристик сегнетоэлектриков в окрестности точечного и размытого фазового переходов, а также в области релаксорного фазового перехода. Сформулированы экспериментальные критерии перехода в релаксорное состояние. Рассматривается стеклоподобное поведение сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом. На примере типичных представителей этого класса сегнетоэлектриков рассмотрены и проанализированы их физические свойства, а также существующие модели, привлекаемые для объяснения экспериментальных результатов. Рассмотрена наиболее широко принятая концепция для объяснения размытых ФП, предполагающая сосуществование полярных и неполярных микрообластей в широком температурном интервале. Исходя из анализа литературных данных, сделано заключение о том, что целый ряд вопросов в изучении динамики доменных границ и ее связи с релаксацией долгоживущих метастабильных состояний остается нерешенным, кроме того, не существует единой теории, объясняющей экспериментальные результаты. Все это делает весьма актуальным и перспективным проведение новых

экспериментальных исследований динамических эффектов в сегнетоэлектриках с размытым фазовым переходом.

Во втором разделе представлены имеющиеся в литературе основные данные о компонентах исследованных твердых растворов, приведены сведения об их кристаллической структуре и физических свойствах в окрестности сегнетоэлектри-ческих фазовых переходов.

Во второй главе рассматриваются вопросы методики и техники проведения эксперимента, оценки возможных погрешностей измерений, а также получения и аттестации образцов. Приводится обоснование выбора методик исследований. Рассмотрена блок-схема и дано краткое описание установки для комплексного исследования низко- и инфранизкочастотных диэлектрических свойств, позволяющей : 1) регистрировать температурные, временные и амплитудные зависимости диэлектрических характеристик кристаллов; 2) поддерживать стабильную температуру с погрешностью не хуже ± 1.0 °С при любой температуре в диапазоне от -200 до 600 *С; 3) использовать в качестве внешних воздействий синусоидальное или постоянное электрические поля. Дано краткое описание установки на основе обратного крутильного маятника для изучения инфранизкочастотных упругих (модуль сдвига в) и неупругих ( внутреннее трение С}'1) свойств твердых тел, позволяющей исследовать внутреннее трение и модуль сдвига в диапазоне амплитуд относительной деформации от ~10"6 до ~10"' при температурах от 18 до 800 °С на частотах от 5 до 20 Гц. Изложены методики расчета внутреннего трения и модуля сдвига, а также оценки погрешностей измеряемых величин. Приводится описание керамической технологии, по которой были синтезированы 28 составов исследуемой бинарной системы Ко 5В1о 5*ПОз-РЬ2гОз.

Третья глава содержит результаты исследований диэлектрической проницаемости е и тангенса угла диэлектрических потерь в области температур, включающей в себя сегнетоэлектрические фазовые переходы в твердых растворах хКо.5В1о.5ТЮз+(1-х)РЬгЮз в диапазоне концентраций х от 0 до 1.

Основываясь на измерениях температурных зависимостей е и результатах рентгеноструктурного анализа, построена фазовая диаграмма "точка Юори-состав" исследуемой системы. Измерения зависимостей е(Т) показали, что с ростом х происходит последовательное уширение максимумов, соответствующих фазовым

переходам из сегнетоэлектрического состояния в параэлектрическое, т.е. происходит постепенное размытие фазового перехода. Для проведения более детальных исследований, исходя из фазовой Т-х диаграммы и установленной в эксперименте степени размытия фазового перехода от состава, были выбраны твердые растворы со значениями х=0.15 и 0.25 (обладающие ромбоэдрической структурой), 0.62 (с тетрагональной структурой) и 0.39 (со смешанной структурой). Экспериментально установлено, что для керамики с х=0.15 выше точки Кюри выполняется закон Юори-Вейсса с константой Кюри Си=0.2х105 К, в то время как для трех других составов этот закон не выполняется, а экспериментальные температурные зависимости е достаточно хорошо описываются выражением

е ет 2ета

где Бт- значение диэлектрической проницаемости в максимуме при температуре Тш, а- параметр размытия ФП.

При изучении диэлектрических характеристик образцов в режиме "нагрев-охлавдение" обнаружено, что сегнето-параэлектрический ФП в образцах изученной системы сопровождается большим температурным гистерезисом ниже Тг, достигающим «30 С. Ширина гистерезисной области ведет себя необычно: она сначала увеличивается с ростом х , а затем для составов с х>0,25 уменьшается и остается небольшой по величине, несмотря на то, что степень размытия ФП продолжает последовательно увеличиваться. Поскольку температурный гистерезис наблюдается при Т<Т0 то, по-видимому, он связан с динамикой дефектов, присущих сегнетоэлектрическому состоянию: доменных стенок, взаимодействующих с точечными дефектами. Температурные измерения в присутствии смещающего электрического поля напряженностью 3 кВ/см подтвердили наличие основного вклада в потери доменного механизма: электрическое поле почти полностью устраняет аномальный термический гистерезис 138, связанный с перестройкой доменной структуры.

Обнаружено, что изотермическая выдержка при любой температуре в области аномального термического гистерезиса приводит к уменьшению со временем по закону, близкому к экспоненциальному

¡ёЗ = ^3^ + 0ё5о - ¡¿3^ )ехр

(2)

Здесь igЬ(a - равновесное значение, 1йб0 - значение в начальный момент времени, I - время, т - время релаксации. Измерения х при разных температурах показали, что релаксационный процесс является термически активированным. Оценка энергии активации дала значение и=0.5 эВ, близкое к энергии взаимодействия доменных границ с точечными дефектами. Большие времена релаксации, наблюдаемые в эксперименте, свидетельствуют о возникновении долгоживущих метастабильных состояний и о движении доменных границ в сложной иерархической структуре энергетических барьеров, характерной для стеклоподобных систем. Об этом же говорит и слабая частотная зависимость е и в диапазоне 102-104 Гц, наблюдавшаяся на образцах с х=0.25.

Для объяснения временной зависимости диэлектрических потерь в области гистерезиса проанализировано взаимодействие доменных границ с точечными дефектами, диффузионно перераспределяющимися в объеме образца. Так как после охлаждения в сегнетофазу величина уменьшается в несколько раз в течение выдержки во времени и приближения к равновесному значению, очевидно, что доменные границы существенно закрепляются точечными дефектами.

Решение кинетического уравнения для случая больших времен релаксации доменных границ приводит к следующему выражению

где А = т)—е кТ, а = -—, т]- коэффициент порядка единицы, зависящий от 1с С(,кТ

формы доменов, 1- ширина домена, е- диэлектрическая проницаемость, а- размер разупорядоченной области вокруг точечного дефекта, Со- средняя концентрация дефектов.

Видно, что х сложным образом зависит от параметров доменной структуры и характера перераспределения точечных дефектов, закрепляющих доменные границы. Проанализированы различные типы закрепления доменных границ, приводящие к быстрым и медленным релаксационным процессам: диффузия точечных дефектов к доменной границе с образованием облаков дефектов; объединения точечных дефектов в слое вблизи доменной границы и образование

т=(2Аа)"|=т0ехр[и/кТ];

(3)

Р0а 2Р„а3

включений иной фазы; уменьшение числа малых включений за счет роста относительно больших включений. Сделан вывод, что в условиях эксперимента наиболее вероятным является процесс диффузионного перераспределения точечных дефектов к доменной границе, сопровождающийся существенным уменьшением концентрации дефектов в объеме домена.

Четвертая глава посвящена исследованиям низкотемпературной диэлектрической релаксации в твердых растворах хКо5В1о5ТЮ3+(1-х)РЬ2гОз при температурах от -173 до 20 С для составов с ромбоэдрической (х=0.15 и 0.25), тетрагональной (х=0.55; 0.62 и 0.72) и смешанной (х=0.30 и 0.35) фазами. Для всех указанных составов в сегнетоэлектрической фазе на температурных зависимостях tg5 наблюдаются два четко выраженных максимума, высота которых (после вычета фона, аппроксимированного монотонно изменяющейся кривой) уменьшается с ростом х, а сами максимумы смещаются вниз по шкале температур. С увеличением частоты от 470 Гц до 3 МГц оба максимума на кривых tg5(T) и £ (Т) смещаются в область более высоких температур. Высота пиков сильно уменьшается по величине под действием приложенного к образцу постоянного смещающего электрического поля Е-, и пики практически полностью подавляются при значении Е,=1800 В/см. Совокупность изложенных экспериментальных результатов свидетельствует о релаксационном характере максимумов и позволяет предположить, что они обусловлены динамикой доменов. Время релаксации т подчиняется уравнению Аррениуса, о чем свидетельствуют экспериментальные зависимости 1пт от 1/Т, представляющие собой прямые линии. По частотному смещению максимумов 1§5(Т) были оценены энергии активации релаксационных процессов, которые составили величины 111=0.43 эВ и и2=0.67 эВ соответственно. Величины частотного фактора То^Ю"8 с и То2=Ю'10 с. Значения энергий активации и! и из близки к энергии взаимодействия доменных границ с точечными дефектами, а именно с вакансиями, которые образуются в свинецсодержащих сегнетоэлектриках со структурой перовскита из-за высокой летучести свинца в процессе синтеза, а также вследствие высокой подвижности кислорода.

Для обсуждения полученных результатов рассмотрена модель электростатического взаимодействия подвижных 90-ных доменных границ с заряженными точечными дефектами. Согласно этой модели релаксация происходит следующим

образом. Считается, что 90°-ные доменные границы вследствие случайных причин (взаимодействие с сильными стопорами) отклонены от плоскости двойникования на угол <р/2, в результате чего на них возникает связанный электрический заряд, пропорциональный углу отклонения и величине спонтанной поляризации в соседних доменах. Точечные дефекты, двигаясь в поле, созданном этим зарядом, закрепляют доменные границы. Под действием внешнего поля доменная граница в первый момент времени смещается на расстояние, которое определяется силой взаимодействия с точечными дефектами и квазиупругой силой. По прошествии некоторого времени, достаточного для диффузии точечных дефектов к сместившейся границе, первая из указанных сил обращается в нуль, и граница сдвигается дополнительно на некоторое расстояние, т.е. происходит релаксация, сопровождающаяся потерями. Время релаксации может быть найдено из соотношения

Р.фкТ (и ^ , „

где я- заряд точечного дефекта, %- коэффициент квазиупругости, к- постоянная Больцмана, Т- абсолютная температура, О0- равновесный коэффициент диффузии, II- энергия активации диффузии точечных дефектов.

Выражение для диэлектрических потерь записывается в виде

= ~Т ' ^—Тг = 2Р, а N —?-г—— • - рг, (5)

где е- действительная часть комплексной диэлектрической проницаемости г, Де- изменение величины диэлектрической проницаемости за счет смещения доменной границы в результате релаксации атмосферы заряженных точечных дефектов, <о- частота, х- время релаксации, электрическая постоянная, а- коэффициент электростатического взаимодействия доменной стенки и адсорбированных ею примесей, ё- ширина домена, Ы- число доменных границ в единице объема, откуда высота дебаевского пика tg5m в предположении, что а«х и Ш3^ 1, есть

Р 2а

Выражения для а и х имеют следующий вид:

е'еого Е'Е0(кТе'е0)1''

(7)

(8)

где х,-спонтанная деформация, 1-длина незакрепленного участка доменной стенки.

содержания Ко 5В10.5ТЮ3 (с ростом х) в нем уменьшается относительное количество катионов РЬ, а следовательно и возникающих при синтезе вакансий [РЬ]. Если считать, что нижний пик 138 связан с вакансиями по свинцу, количество которых уменьшается с ростом х, то увеличение высоты пика и его смещение в сторону низких температур для образцов с меньшим содержанием Ко зВ^ТЮз очевидно обусловлено увеличением концентрации вакансий [РЬ], взаимодействующих с подвижными доменными границами. Верхний пик, по-видимому, связан с вакансиями кислорода, электростатически взаимодействующими с закрепленными доменными стенками.

В постоянном электрическом поле Е-сЕ,^,, с ростом его напряженности происходит увеличение числа доменных границ, то есть уменьшение среднего размера домена (1, а это согласно формуле (6) должно приводить к уменьшению высоты пика и в соответствии с (4) к смещению пика в сторону низких температур, т.к. с ростом Е= происходит увеличение 1 и е', а .следовательно, увеличение х ( см. формулу (8)) и увеличение времени релаксации т, что смещает пик к низким температурам. Такое влияние Е» на пики наблюдалось в эксперименте.

Таким образом, предложенная модель позволяет качественно объяснить всю совокупность экспериментальных результатов.

В пятой главе приводятся результаты исследования низкочастотного внутреннего трения в керамике на основе ЦТС (РЬо818Го.<м(№о.5В1о.5)о.15(2Го.57з'По.425)Оз) с высокой подвижностью доменных границ. Анализ температурной эволюции петель механического гистерезиса х(о) позволил построить температурную зависимость внутреннего трения О'1 на частоте

Согласно формулам (6) и (7) tg5п,~Col/2, т.е., по мере увеличения в твердом растворе

-0.1 Гц, которая сопоставляется с температурными зависимостями О"1 и модуля сдвига й на частоте 15 Гц и диэлектрических потерь на частоте 10 кГц. На кривых (З ^Т) и 1д5(Т) обнаружены два пика в области температур -50 и ~200 °С, а на зависимостях <3(Т) при температуре ~200 С имеет место резкий рост модуля сдвига. Сделан вывод, что пик в области 200 С обусловлен фазовым превращением в точке Кюри. Заметное понижение высоты пика О"1 от действия статического крутильного напряжения а. величиной 1.8 МПа и его значительный рост при понижении частоты колебаний свидетельствует о том, что его природа связана с кинетикой сегнетоэлектрического фазового перехода.

Полученные результаты объясняются в рамках механизма релаксации механических колебаний при размытых фазовых переходах первого рода, основанного на представлениях о флуктуационном характере зарождения новой фазы вещества и термоактивированном движении фазовых и доменных границ через систему стопоров. Под действием внешних напряжений изменяется величина и энергия критического зародыша, что приводит к изменению скорости образования новой фазы и к возникновению неупругой деформации. Термодинамический расчет дает следующее выражение для пика внутреннего трения:

кТш

где О - модуль сдвига, р - эффективное значение объема критического зародыша, а - неупругая деформация в точке фазового перехода, ш - скорость фазового превращения, и - частота, к - константа Больцмана. Согласно формуле (9) величина пика внутреннего трения в Тж обратно пропорциональна частоте колебаний, что согласуется с экспериментально наблюдаемой зависимостью (^'(а). Поскольку положение пика вблизи 50 °С не зависит от частоты в диапазоне от 0.1Гц до ЮкГц, сделан вывод о том, что он обусловлен возможным изоструктурным фазовым переходом в сегнетоэлектрической фазе.

Обнаружено, что О'1 в сегнетофазе становится существенно неравновесным и резко возрастает после ступенчатого изменения температуры даже на величину порядка нескольких градусов. Дальнейшая изотермическая выдержка образца приводит к уменьшению О"' со временем по закону

СГ1 = (Г- + ((Го - СГ'.)ехр(-1), (10)

где <3"'о - внутреннее трение в начальный момент времени, С}'1« - равновесное значение внутреннего трения, I - текущее время, т - время релаксации. В предположении, что температурная зависимость времени релаксации т подчиняется уравнению Аррениуса

Т = х,ехр(кт)' (11)

где т0 - предэкспоненциальный множитель, и - энергия активации релаксационного процесса, к - константа Больцмана, сделана оценка энергии активации, которая составила 0.12 эВ. Сделан вывод, что долговременная релаксация отражает процесс перемещения доменных границ в новые более выгодные энергетические положения после выведения их из равновесного состояния.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате исследования температурных зависимостей £ и в бинарной системе хКо5В10.5ТЮ3+(1-х)РЬгЮз обнаружено, что по мере увеличения концентрации титаната калия-висмута происходит последовательный переход от острого к размытому фазовому переходу.

2. В составах, близких к морфотропному ромбоэдрическсьтетрагональному фазовому переходу обнаружен аномальный термический гистерезис диэлектрических свойств, значительно превышающий температурный интервал сосуществования метастабильных фаз при фазовом переходе первого рода. В противоположность существующим представлениям о наличии корреляции между степенью размытия фазового перехода и шириной аномального термического гистерезиса, показано, что в изученной системе при х>0.25 происходит скачкообразное уменьшение ширины гистерезисной области несмотря на то, что степень размытия ФП продолжает последовательно увеличиваться. Экспериментально доказано, что температурный гистерезис диэлектрических свойств связан с динамикой дефектов, присущих сегнетоэлектрическому состоянию - доменных и межфазных границ, взаимодействующих с точечными дефектами.

3. Обнаружены и изучены процессы долговременной диэлектрической релаксации при изотермической выдержке образца состава с х= 0.25 при разных температурах в области аномального термического гистерезиса, которые происходят по закону, близкому к экспоненциальному. Установлено, что релаксационные процессы являются термически активированными с энергией активации и= 0.5 эВ, близкой к энергии взаимодействия доменных границ с точечными дефектами. Проанализированы возможные механизмы, ответственные за процессы долговременной релаксации и сделан вывод, что наибольший вклад во временные зависимости дает механизм взаимодействия доменных стенок с дефектами.

4. В системе твердых растворов хКо.зВ^ТЮз + (1-х)РЬгЮз с х=0.15 - 0.7 впервые при низких температурах сгг -173 до +20 С в сегнетоэлектрической фазе обнаружены два релаксационных максимума tg5, природа которых обусловлена динамикой доменов. Определены характеристики релаксационных процессов.

5. Разработана модель электростатического взаимодействия подвижных 90 -ных доменных границ с точечными дефектами, которая качественно объясняет полученные в работе экспериментальные результаты: наличие релаксационных пиков диэлектрических потерь 1£5, зависимость высоты и температурного положения пиков от концентрации точечных дефектов и напряженности постоянного электрического поля.

6. Исследование внутреннего трения О"1 и модуля сдвига в в сегнстокерами-ке на основе ЦТС показало, что при кубическо-тетрагональном фазовом переходе низкочастотное внутреннее трение может быть объяснено в рамках флуктуацион-ного механизма зарождения новой фазы вещества и движением межфазньгх границ через систему стопоров.

7. При всех температурах сегнетоэлектрической фазы керамики на основе ЦТС обнаружена релаксация долгоживущих метастабильных состояний после выведения системы из равновесия в результате скачкообразного изменения температуры, обусловленная кинетикой перестройки доменной структуры.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В

РАБОТАХ:

1. Гриднев С.А., Попов С.В. Низкочастотная механическая релаксация в сегнетокерамике на основе ЦТС// Известия РАН. Сер. физ, 1995. Т.59. № 9. С. 100-103.

2. Гриднев С.А., Попов С.В. Релаксация метастабильных состояний в области размытого фазового перехода Ko.sBio.sTiOj-PbZrOa// Известия РАН. Сер. физ. 1997. Т.61. № 2. С.232-237.

3. Gridnev S.A.and Popov S.V. Relaxation effects in perovskite ferroelectric ceramics with smeared phase transition// Ferroelectrics. 1997. Vol.199. P.271-278.

4. Gridnev S.A., Popov S.V. and Beige H. Dielectric relaxation in PbZrOj-Ko.sBio.jTiOs with diffused phase transition// Ferroelectrics. 1998. (в печати).

5. Gridnev S.A. and Popov S.V. Low-frequency mechanical relaxation in ferroelastics-ferroelectrics of PZT-type// Abstracts of the 6 Int. Seminar on Ferroelastic Physics. Voronezh, 1994. P. 110a.

6. Гриднев C.A., Попов С.В. Стеклоподобное поведение сегнетоэлектрических твердых растворов с размытым фазовым переходом// Тез. докл. Международного семинара "Релаксационные явления в твердых телах". Воронеж, 1995. С.93.

7. Гриднев С.А., Попов С.В. Релаксация метастабильных состояний в сегнетокерамике PbZrOs-Ko sBio sTiOj// Тез. докл. 14 Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков. Иваново, 1995. С.289.

8. Gridnev S.A. and Popov S.V. Domain and Cluster Dynamics in Perovskite Ceramics Evidenced by Internal Friction// Abstracts of the 4th Int. Symposium on Ferroic Domains and Mesoscopic Structures. Vienna, 1996. P.39.

9. Gridnev S.A. and Popov S.V. Relaxation effects in perovskite ferroelectric ceramics with diffused phase transition// Abstracts of the Int. Seminar on Relaxor Ferroelectrics. Dubna, 1996. P.46.

10. Popov S.V., Gridnev S.A., Beige H. Dielectric dispersion in the ferroelectric phase of PbZr03-Ko 5Bio.5Ti03 system// Abstracts of the 5th Int. Symposium on Ferroic Domains and Mesoscopic Structures. Pennsylvania, 1998. P.26.

11. Gridnev S.A., Popov S.V. and Beige H. Dielectric relaxation in PbZrOrKosBio.jTiCb with diffused phase transition// Abstracts of the 2nd Int. Seminar on Relaxor Ferroelectrics. Dubna, 1998. P.58.

12. Гриднев С.А., Константинов C.A., Попов C.B. Диэлектрические потери в твердом растворе PbZrOj-Ko.sBio.sTiOj в сильных электрических полях// Тез. докл. 8 Международной конференции по сегнетоэлектрикам-полупроводникам. Ростов-на-Дону, 1998. С. 73.

13. Gridnev S.A., Popov S.V. Long-term relaxation of conductivity of PbZrOj-Ko.sBio.sTiCb solid solutions near the Curie point// Abstracts of the 8th Int. Meeting on Ferroelectrics-Semiconductors. Rostov-on- Don, 1998. P.24.

ЛР № 020419 от 12.02.92. Подписано в печать 11.11.98 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 85 экз. Заказ № 283 Издательство

Воронежского государственного технического университета 394026 Воронеж, Московский просп., 14

воронежский государственный технический университет

На правах рукописи

ПОПОВ Сергей Викторович

ДИНАМИКА ДОМЕННЫХ ГРАНИЦ И РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ СО СТРУКТУРОЙ ПЕРОВСКИТА (специальность 01.04.07 - "Физика твердого тела")

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: Доктор физико- математических наук, профессор С.А. Гриднев

ВОРОНЕЖ -1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ_ 4

ГЛАВА 1 .ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР_ 10

1.1. Сегнетоэлектрики с размытым фазовым переходом

(релаксоры)_ 10

1.1.1. Основные понятия и обозначения физики сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом_ 10

1.1.2.Некоторые физические свойства типичных релаксорных сегнетоэлектриков_ 13

1.1.3.Стеклоподобное поведение сегнетоэлектриков с размытым

фазовым переходом_ 22

1.1.4.Современные представления о фазовых переходах в релаксорах_ 24

1.2.Высокотемпературные керамические материалы цирконат свинца и

титанат калия-висмута_ 36

1.2.1 .Структура и физические свойства керамики цирконата свинца_ 37

1,2.2.Структура и физические свойства керамики титаната калия-

висмута_ 40

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ И ПОЛУЧЕНИЕ ОБРАЗЦОВ_ 43

2.1. Обоснование выбора методик исследований_ 43

2.2.Установки для комплексного исследования низко- и инфранизко-частотных диэлектрических свойств_ 44

2.3.Установка для комплексных исследований инфранизкочастотных механических свойств твердых тел_ 48

2.4.Расчет внутреннего трения, модуля сдвига и погрешностей измерений_ 52

2.5.Технология получения сегнетокерамических твердых растворов хКо.5В1о.5ТЮз+( 1 -х)РЬгг03_ 55

2.5.1 .Подбор исходных материалов_ 55

2.5.2.Расчет необходимого количества реактивов__56

2.5.3.Предварительная обработка___57

2.5.4.Синте з__58

2.5.5.Измельчение брикетов и прессование таблеток__59

2.5.6.0тжиг заготовок__59

2.5.7.Механическая обработка и нанесение электродов__60

ГЛАВА 3 .ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ В ОБЛАСТИ РАЗМЫТОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА В ТВЕРДЫХ

РАСТВОРАХ Ko.5Bio.5Ti03-PbZr03____61

3.1.Процессы медленной диэлектрической релаксации доменных границ

в области аномального термического гистерезиса__62

3.2.Механизм взаимодействия доменных границ с точечными

дефектами__78

ГЛАВА 4.НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

РЕЛАКСАЦИЯ В ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ Ko 5Bio 5Ti03-PbZr03__92

4.1. Диэлектрическая дисперсия в твердых растворах Ko.5Bio.5Ti03-PbZr03 при низких температурах__92

о

4.2.Релаксационная модель электростатического взаимодействия 90 -ных

доменных границ с точечными дефектами___ 107

ГЛАВА 5 .НИЗКОЧАСТОТНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ РЕЛАКСАЦИЯ В СЕГНЕТОКЕРАМИКЕ НА ОСНОВЕ ЦИРКОНАТА-ТИТАНАТА

СВИНЦА (ЦТС)_ 117

5.1 .Изучение низкочастотного внутреннего трения в ЦТС_ 117

5.2.Релаксация долгоживущих метастабильных состояний в

сегнетоэлектрической фазе_ 127

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ_ 130

ЛИТЕРАТУРА _ 132

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В последнее время непрерывно возрастает интерес к исследованиям физических свойств сегнетоэлектрических твердых растворов со структурой перовскита (которые могут обладать размытыми фазовыми переходами) в окрестности точки Кюри и вдали от нее в сегнетоэлектрической фазе. Это связано как с актуальностью для фундаментальной физики твердого тела, т.е. для создания теории реальных сегнето-электриков, так и с возможностью существенного улучшения их важных рабочих характеристик на основе управления реальной структурой материалов, а также для решения принципиально новых технических задач.

До недавнего времени основной акцент при исследовании сегнетоэлек-триков был направлен на изучение физических свойств идеальных бездефектных материалов. Однако известно, что дефекты кристаллической структуры оказывают значительное, а порой и определяющее влияние на их различные свойства (электрические, акустические, оптические и др.). Надежно установлено, что сегнетоэлектрические доменные границы могут взаимодействовать с подвижными дефектами кристалла, причем такое взаимодействие проявляется в аномальном поведении различных структурно-чувствительных свойств материалов.

Одними из надежных и чувствительных методов изучения физических свойств реальных сегнетоэлектриков, в значительной мере определяющихся взаимодействием различных дефектов с кристаллической решеткой, являются методы исследования диэлектрических характеристик и низкочастотного внутреннего трения. Данные методы исследования могут дать ценнейшую информацию о состоянии и динамике доменной структуры, которую можно использовать для создания теории размытых фазовых переходов. Несмотря на большое число публикаций в настоящее время нет единой точки зрения на

процессы, происходящие в сегнетоэлектрических твердых растворах со структурой перовскита в окрестности точки Кюри.

Таким образом, исследование динамики доменных границ и релаксационных явлений в сегнетоэлектриках со структурой перовскита является актуальной физической проблемой.

Настоящая работа является частью комплексных исследований, проводимых на кафедре физики твердого тела Воронежского государственного технического университета по госбюджетной теме НИР № ГБ 96.23 "Синтез, структура и свойства перспективных материалов электроники и вычислительной техники" по гранту РФФИ № 94-02-06591.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы являлось экспериментальное исследование особенностей проявления динамики доменных границ в диэлектрических и механических свойствах сегнетоэлектрических твердых растворов структуры перовскита, в которых степень размытия сегнетоэлек-трического фазового перехода изменяется в широких пределах.

В соответствии с этой целью были поставлены следующие основные задачи:

1. На основе диэлектрических исследований изучить закономерности размытия фазового перехода при изменении содержания компонент твердого раствора.

2. Изучить термический гистерезис диэлектрических характеристик в окрестности фазового перехода при циклировании температуры.

3. Исследовать долговременную релаксацию метастабильных состояний, возникающих в области размытого фазового перехода.

4. Изучить дисперсию диэлектрических характеристик, обусловленную динамикой доменной структуры, в сегнетоэлектрической фазе при низких температурах.

5.Разработать модель низкочастотной релаксации доменных границ , объясняющую экспериментальные результаты.

Объекты исследования. В качестве объектов исследований были выбраны сегнетокерамические твердые растворы со структурой перовскита хК0.5В105ТЮз+а -х)РЬ2г03 при изменении х от 0 до 1 и РЬо.818го.о4(Мао.5В1о.5)о.15(2го.575Т1о.425)Оз , обладающие размытым фазовым переходом. Выбор указанных объектов обусловлен тем, что в системе твердых растворов хК0.5В1о.5ТЮ3+( 1 -х)РЬХЮ3 имеется возможность изменять характер фазового перехода от точечного острого до размытого релаксорного при изменении Ко.зВ^ТЮз, а состав на основе ЦТС имеет очень высокую подвижность доменной структуры.

Научная новизна. Основные результаты экспериментальных исследований сегнетоэлектрических твердых растворов со структурой перовскита Ко.5В1о.5ТЮз-РЬггОз и РЬо.818го.о40^ао.5В1о.5)о.15(2го.575Т1о.425)Оз получены автором впервые и заключаются в следующем:

1. В бинарной системе хКо5В1о.5ТЮ3+( 1 -х)РЬ2Ю3 экспериментально установлено, что характер фазового перехода по мере увеличения концентрации титаната калия-висмута х от 0 до 1 монотонно изменяется от острого до сильно размытого.

2. Обнаружен аномальный термический гистерезис диэлектрических потерь, величина которого при увеличении х коррелирует со степенью размытия фазового перехода лишь до составов с х=0.25. При х>0.25 подобная корреляция отсутствует.

3. Экспериментально доказано, что процессы релаксации неравновесных диэлектрических параметров при изотермической выдержке образца

состава с х=0.25 при разных температурах в области аномального термического гистерезиса связаны с динамикой доменных границ.

4. Разработана модель электростатического взаимодействия подвижных

о

90 -градусных доменных границ с точечными дефектами, которая качественно объясняет все полученные экспериментальные результаты.

5. Экспериментально показано, что в сегнетокерамике ЦТС внутреннее трение при фазовом переходе в основном описывается в рамках флуктуаци-онного механизма зарождения новой фазы вещества и движения межфазных границ через систему стопоров.

Практическая значимость. Полученные новые результаты углубляют представления о кинетике размытых фазовых переходов в твердых растворах со структурой перовскита, об общих закономерностях процессов перестройки доменной структуры и механизмах ее взаимодействия с дефектами. Установленные в работе зависимости и закономерности могут найти применения в лабораториях и научных центрах, занимающихся исследованиями реальной структуры сегнетоэлектриков, свойства которых зависят от состояния и динамики дефектов.

Развитые в работе представления о взаимодействии доменных границ с точечными дефектами могут быть использованы для разработки новых сегнетоэлектрических твердых растворов со структурой перовскита, предназначенных для применения в электронных устройствах.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Обнаружение и объяснение природы аномального термического гистерезиса диэлектрических потерь при фазовом переходе.

2. Обнаружение и исследование релаксационных пиков диэлектрических потерь tgS при низких температурах, имеющих доменную природу.

3. Разработка модели релаксационных диэлектрических потерь, обусловленных взаимодействием подвижных 90-ных доменных границ с точечными дефектами.

4. Установление флуктуационного механизма низкочастотного внутреннего трения в области сегнетоэлектрического кубическо-тетрагоналъного фазового перехода.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 8 Международных и Всероссийских научных конференциях, в том числе на 6 Международном семинаре по физике сегнетоэластиков (Воронеж, 1994г.), 14 Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектри-ков (Иваново, 1995г.), Международном семинаре "Релаксационные явления в твердых телах" (Воронеж, 1995г.), 4 Международном симпозиуме по доменам и мезоскопическим структурам (Вена, 1996г.), Международном семинаре по физике сегнетоэлектриков (Дубна, 1996г.), 5 Международном симпозиуме по доменам и мезоскопическим структурам (Пенсильвания, 1998г.), 2 Международном семинаре по релаксорным сегнетоэлектрикам (Дубна, 1998г.), 8 Международной конференции по сегнетоэлектрикам и полупроводникам (Ростов-на-Дону, 1998г.).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 13 работах в виде статей и тезисов докладов.

Личный вклад автора. Все экспериментальные результаты получены лично автором. Определение направления исследований, обсуждение экспериментальных результатов и подготовка работ к печати и докладов на конференции осуществлялась совместно с научным руководителем проф. Гридневым С.А. Также автор использовал данные рентгеноструктурных исследований образцов, полученные Роговой С.П. Низкотемпературные

диэлектрические измерения были выполнены в университете им. Мартина-Лютера г.Галле (Германия).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка цитированной литературы из 121 наименования. Работа содержит 143 страницы машинописного текста, 46 рисунков и 1 таблицу.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Сегнетоэлектрики с размытым фазовым переходом (релаксоры)

В данной главе проведен анализ экспериментальных и теоретических работ, посвященных сегнетоэлектрикам (СЭ) с размытым фазовым переходом- релаксорам. На примере типичных представителей этого класса сегнетоэлектриков рассмотрены их физические свойства, а также существующие теоретические модели, привлекаемые для объяснения экспериментальных результатов.

1.1.1. Основные понятия и обозначения физики сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом

Как известно [1-4], при повышении температуры в идеальном сегнетоэлектрическом монокристалле при некоторой температуре наблюдается фазовый переход (ФП), сопровождающийся исчезновением спонтанной поляризации и изменением симметрии кристаллической решетки. Температуру Тк , при которой происходит фазовый переход, называют температурой Кюри.

Выше Тк диэлектрическая проницаемость с подчиняется закону Кюри-Вейсса

е=С( Т-9 )-1, (1.1)

где С - постоянная Кюри, 0 - температура Кюри-Вейсса.

Для фазового перехода второго рода (рис. 1.1 а) [5] с понижением температуры происходит резкое, но непрерывное возникновение спонтанной

Рис. 1.1. Температурные зависимости спонтанной поляризации Р5 и диэлектрической восприимчивости % в сегнетоэлектриках с "резким"-простым собственным сегнетоэлектрическим фазовым переходом второго рода в идеальном кристалле (а); размытым - связанным с макроскопической гетерогенностью - (б); релаксорным фазовым переходом (в).

поляризации Р5, которая развивается в доменную структуру сегнетоэлектри-ческого типа. При этом температура 0 совпадает с Тк . В некоторых кристаллах с сегнетоэлектрическим фазовым переходом первого рода имеется конечный максимум £ в Тк и температура Кюри-Вейсса в соотношении (1.1) располагается на несколько градусов ниже Тк (например, на 11 С в монокристаллах сегнетоэлектрика ВаТЮ3). Поляризация исчезает в Тк скачком, но 8 ^ и близкое к нулю значение Р5 наблюдается при одной и той же температуре Тк . В существенно неоднородных сегнетоэлектриках

I

происходит размытие фазового перехода, максимум 8 становится как бы более "круглым", а поляризация сохраняется в некотором интервале температур выше температуры Тт до температуры Т0 (рис. 1.1 б).

В релаксорных СЭ имеются как минимум три качественно отличных особенности диэлектрического отклика:

■ ФП явно размыт и "скруглен", но 8 теперь испытывает заметную дисперсию ниже Тт, а Тт является функцией частоты со (рис. 1.1 в);

■ диэлектрический отклик в слабых измерительных полях выше температуры Тт не подчиняется больше закону Кюри-Вейсса [4, 6, 7];

о

■ поляризация Р^б сохраняется до температуры Т0 , которая на 200-300 С выше Тт , и средняя поляризация Р8 спадает до нуля при температуре , которая существенно ниже Тт .

Рассмотренные понятия и обозначения в настоящее время являются общепризнанными большинством исследователей, хотя, как будет показано ниже, есть определенные проблемы при нахождении из экспериментальных зависимостей температуры деполяризации Тй , степени размытия фазового перехода а и др. [8].

Отметим также, что с предложенной классификацией СЭ релаксоров солидарны не все авторы. Так, например, согласно [9] все неупорядоченные

СЭ являются релаксорами, но они могут быть разделены на две категории: "мягкие" и "жесткие" релаксоры. Из них только вторые являются типичными релаксорами, а системы первой категории обладают супер-параэлектрическим поведением.

1.1.2. Некоторые физические свойства типичных релаксорных сегнетоэлектриков

Впервые релаксорные свойства сегнетоэлектриков были обнаружены в

начале пятидесятых годов Смоленским Г.А. и Исуповым В.А. [10].

В ходе исследования физических свойств поликристаллических

образцов твердых растворов Ba(Ti,Sn)03 при больших содержаниях BaSn03

ими было отмечено сильное размытие максимумов диэлектрической

проницаемости (в) при сегнетоэлектрических фазовых переходах (рис. 1.2).

Авторами было обращено внимание также на существование пьезоколебаний

у предварительно поляризованных образцов при температурах, лежащих на

десятки градусов выше температур максимумов е. Несколько позднее

t

размытые максимумы в при сегнетоэлектрических фазовых переходах были обнаружены у ряда сложных перовскитов, таких, например, как магнониобат свинца PbMgi/3Nb2/303 [11].

Диэлектрическая проницаемость магнониобата свинца при температу-

о

pax, близких к 0 С, проходит через максимум, который сдвигается в сторону более высоких температур при увеличении частоты (рис. 1.3), что указывает

1/ U тл

на релаксационный характер диэлектрическои поляризации. В то же время при низких температурах у магнониобата свинца наблюдали хорошо выраженные петли диэлектрического гистерезиса, указывающие на сегнетоэлектрическое состояние этого вещества (рис. 1.4). Спонтанная поляризация поликристаллических образцов, определенная из этих петель,

е-10"3

Рис. 1.2. Температурная зависимость диэлектрической проницаемости твердых растворов ВаТЮз-ВаБпОз в слабых полях при частоте 1 кГц [10]. Цифры у кривых - содержание ВаБпОз, мол.%.

Рис. 1.3. Температурная зависимость диэлектрической проницаемости (сплошные линии) и tg5 (штриховые линии) поликристаллического образца РЫ^шМи/зОз в слабых полях при различных частотах [11]. 1 - 0.4; 2 -1; 3 - 45; 4 - 450; 5 - 1500; 6 - 4500 кГц

Рис. 1.4. Петли диэлектрического гистерезиса поликристаллического образца РЫ^/зЫЪг