Экспериментальное и теоретическое исследование фазовых переходов, двойниковой (доменной) структуры в кристаллах цирконата свинца тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

РГ6 од

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИИ

РОСТОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Специализированный совет К 063.52.08 по физико-математическим наукам

На правах рукописи

Б А ИБРАИМА СОРИ

УДК 537.226.4:539.26+548.0

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ, ДВОЙНИКОВОЙ (ДОМЕННОЙ) СТРУКТУРЫ В КРИСТАЛЛАХ ЦИРКОНАТА СВИНЦА

01.04.07 - физика твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Роетов-на-Дону-1993

Работа выполнена, на кафедре физики кристаллов и структурного анализа физического факультета и отдела кристаллофизики НИИ физики Ростовского госуниверситета

доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Фесенко О.Е.

доктор физико-математических наук, профессор Бородин В.З.

кандидат физико-математических наук, доцент Леонтьев Н.Г.

Институт кристаллографии РАН им.А.В.Шубяикова

Защита состоится "-/У" 1993 г. в часов'на заседании Специа-

лизированного совета К 063.52.08 по физико-математическим .наукам в Ростовском госуниверситете по адресу: 344104, Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 194, НИИ физики РГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке РГУ по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Автореферат разослан .^О^у 1993 г.

Ученый секретарь Специализированного совета К 063.52.0S,

кандидат физико-математических наук ^авлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Изучение фазовых переходов (ФП), доменной структуры и двойникования является важным разделом физики сегнетоэлектрических' (СЭ) явлений.

В исследованиях двойникования и доменной структуры объем экспериментальных исследований до середины 70-х годов значительно превосходил объем теоретических исследований. В начале 70-х годов появилась серия работ Фоусека, Яновца, Саприэля (см., например, [1,2]), в которых авторы предложили очень удачный и простой в применении геометрический критерий, согласно которому, располагая данными о параметрах примитивной ячейки кристалла и задавая ориентацию двух граничащих между собой доменов или компонент двойника, можно определить ориентацию плоской доменной (двойниковой) границы, соответствующей минимуму упругой энергии. Идея оказалась правильной и очень плодотворной. Она позволила провести классификацию и устанавливать аналитическим путем ориентацию двойников (доменов) и тем самым дать трактовку многочисленным результатам экспериментальных исследований. Кроме того, основанная на этой идее теория предсказывала новые типы двойников, в частности, двойники с зависящей о г температуры ориентацией двойниковой границы 3-типа (по терминологии Фоусека, Яновца [1]), которые были впоследствии обнаружены экспериментально.

Идеи Фоусека, Яновца, Саприэля были развиты в работах Метра, Топо-лова и др. [3-5] и применены к ФП 1-го рода и двойниковым областям в сложносдвойникованных кристаллах.

Таким образом, в настоящее время экспериментальные и теоретические исследования межфазных, доменных и двойниковых границ могут быть проведены на новом научном уровне при помощи простого и действенного теоретического метода, позволяющего трактовать имеющиеся экспериментальные результаты, предсказывать новые и классифицировать случаи, не укладывающиеся в рамки вышеуказанного критерия [1-4]. Именно возможностью ¡¡рл

водить исследования на качественно новом научном уровне н определяется актуальность настоящей работы.

Объект исследования. В качестве объекта исследования в настоящей работе выбран классический антисегнетоэлектрик (АСЭ) цирконат свинца (ЦС) РЬ2гОз- Интерес к нему вызван наличием АСЭ, СЭ и параэлектрической (ПЭ) фаз в отсутствие внешних воздействий и двух СЭ фаз, стабильных в сверхсильном электрическом поле, а также имеющимися в литературе результатами кристаллооптических исследований различных фаз ЦС и данными по величинам параметров решетки ЦС вблизи ФП 1-го рода. Наличие большого числа фаз различной природы со сложной доменной (двойниковой) структурой предопределяют круг вопросов, связанных с ролью данных фаз в формировании и перестройке двойниховой (доменной) структуры в широком интервале температур и напряжённости элехтрического поля, которые до настоящего времени остаются не исследованными. Однако совместные кристал-лооптическое и кристаллографическое исследования ФП и закономерностей возникновения и перестройки двойниковой структуры до настоящего времени не проводилось.

Цель диссертации состоит в исследовании ФП в кристаллах ЦС при изменении температуры и действии сверхсильного электрического поля, а также в изучении двойникования возникающих фаз и закономерностей перестройки двойниковой (доменной) структуры при ФП кристаллооптическими и кристаллографическими методами.

Мятптты исследования. Экспериментальные исследования базировались на методиках, развитых в монографии [б], а для кристаллографического описания экспериментальных результатов использовались методы, изложенные в работах [4,5].

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В ромбической АСЭ фазе РЬат сложносдвойникованных кристаллов РЬггОз наряду с распространенными 90° -ными и 60° -ными границами вдоль плоскостей (100) и (110) псевдокубической ячейки встречаются двойниковые границы со следующими кристаллографическими характеристиками:

-60° -ные границы S-типа, ориентация 11/) которых практически не изменаетса с температурой Т в области стабильности АСЭ фазы; причины постоянства 75(Т) объясняются отсутствием температурной зависимости параметров ячейки а<Т)и слабой зависимостью <и(Т); по имеющимся экспериментальным данным а(Т), Ь(Т> уточнена температурная зависимость а>(Т);

-90° -ная зигзагообразная граница в кристаллах ДС с симметричным погасанием и два типа 60° -ных зигзагообразных границ в кристаллах с параллельным и сметанным погасаниями:

90°-ная граница в кристаллах с параллельным погасанием, трактуемая как промежуточная между плоской и зигзагообразной границами.

2. Доменные (двойниковые) границы S-тшта в ромбоэдрической СЭ фазе R3m кристаллов PbZr03 . близкие по ориентации к плоскостям (hhO пе-ровскитовой ячейки с lhl<< 1/1, связаны с наличием двух 180° -ных и одного 109° -ного типа доменов при условии относительно малой объемной концентрации последнего по сравнению с предшествующими.

3. Диаграмма двойниковых состояний межфазных границ (МФГ), соответствующая ФП Pm3m —R3m в пластинчатых кристаллах PbZr03 , содержит области существования плоских и конических поверхностей - МФГ, кристаллографические характеристики которых связаны с формирующейся доменной структурой фазы R3m.

4. Закономерности формирования и перестройки сложной двойниковой структуры в пластинчатых кристаллах PbZr03 , испытывающих ФП 1-го рода как под влиянием скалярного (температура, Pm3mi? РЬат),'так и векторного (электрическое поле, Pbam ? Cm2m, Pbam iir R3m) воздействий, обусловлены, главным образом, упругим взаимодействием соответствующих двойниковых областей.

Лостоверность и обоснованность научных положений и выполов диссертации определяется хорошей корреляцией ряда полученных в работе теоретических и экспериментальных результатов, а также согласованием некоторых экспериментальных данных с известными литературными.

Апробация результатов. Основные результаты работы докладывались на VII Европейском совещании по сегнетоэлектричеству (г. Дижоя, Франция,

1991 г.); на V Всесоюзной школе-семинаре по физике сегнетоэлектриков (г. Ужгород, Украина, 1991 г.); XIV Европейской кристаллографической конференции (Энсхеде, Нидерланды, 1992 г.).

Публикапии. По материалам диссертации опубликовано пять статей и тезисы шести докладов.

Научная новизна. Впервые проведены совместные исследования кристал-лооптическим и кристаллографическим методами сложносдвойниковакных кристаллов ЦС и ФП в них, в том числе - в сверхсильных электрических полях.

Теоретическая значимость и практическая ценность результатов. Полученные в работе результаты по исследованию сложносдвойникованных кри-сталов ЦС дополняют известные экспериментальные и теоретические данные по сосуществованию различных фаз и двойниковой (доменной) структуре. Они необходимы для развития теории ФП и для понимания общих закономерностей формирования реальной доменной структуры в сегнето- и антисег-нетозлектрнческих кристаллах. Представленные в работе методы определения ориентации двойниковых и межфазных границ, опирающиеся на работы [4,5], носят общий характер, не зависят от природы структурных ФП, и, в связи с этим, могут быть использованы при описании различных гетерофаз-ных систем, возникающих при ФП в твердых телах.

Использование ЭВМ. При выполнении настоящей работы использовались микро-ЭВМ "Электроника ДВК-3", микрокалькулятор "Casio-fx-100C, алгоритмические языки ПАСКАЛЬ и БЭЙСИК.

Личный вклад автора. Все основные результаты диссертации получены лично автором. Автор непосредственно участвовал в планировании и проведении экспериментальных и теоретических исследований. Соавторами публикаций являются Фесенко O.E., Балюнис Л.Е., Тополов В.Ю.,Турик A.B., Еремкин В.В.

Тема диссертационной работы была предложена Фесенко O.E. Он же осуществлял научное руководство, участвовал в обсуждении и интерпретировании полученных результатов. Балюнис Л.Е. осуществляла руководство экспериментальными исследованиями. Тополов В.Ю. принимал участие в

постановке задач по кристаллографическому исследованию ФП и двойниковой (доменной) структуры и осуществлял руководство теоретическими расчетами. Турик A.B. принимал участие в обсуждении научных результатов. Еремкин В.В. выполнял экспериментальную работу по определению температурной зависимости параметров ячейки ЦС рентгеноструктурными методами.

Объем я структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит страницы машинописного текста, б таблиц, 42 рисунха, библиографию, насчитывающую 157 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Рр рведеиир обоснована актуальность, сформулированы цель и задачи работы, указана новизна полученных результатов, перечислены основные положения, выносимые на защиту, приводятся сведения об апробациях результатов работы, публикациях, структуре и объеме диссертации.

В цервой главе рассматриваются, сопоставляются и анализируются известные кристаллографические методы исследования доменной структуры и ФП в СЭ и родственных кристаллах, а также экспериментальные результаты по исследованию атомной структуры, двойнвкования и ФП в кристаллах к влияния на ЦС внешних воздействий, таких как давление и сверхсильное электрическое поле.

Анализ литературных данных показывает, что кристаллографические исследования, базирующиеся на алгоритме Метра [3], являются наиболее эффективными при интерпретации экспериментальных данных по закономерностям образования доменной (двойниковой) структуры н ее перестройки пря ФП, при решении вопросов, связанных с условиями сосуществования и согласованна различных полярных и неполярных фаз и влиянием последних иа кинетику ФП в полидоменных СЭ и родственных кристаллах. Однако до настоящего времени остается неясной возможность построения кристаллографической теории кубическо-ромбоэдрического ФП, основанной на концепции плоскости нулевых средних деформаций.

Результаты комплексных крясталлооптического и кристаллографического исследований двойниковой структуры и ФП в сложяосдвойяикованных кри-

сталлах гафната свинца, а также изоструктурных низкотемпературных АСЭ фаз и различие природы и симметрии высокотемпературных фаз ГС и другого классического АСЭ, цирковата свинца, привлекли наше внимание к последнему.

К настоящему времени твердо установлено [б], что в отсутствии внешних воздействий в ЦС наблюдаются два ФП 1-го рода:

488 ±0.5* 503 ±0.5*

АСЭ -- СЭ -- ПЭ

РЬат. '- ДЗ т. *- РтЗт

483 ± 0,5К 495 ± 0.5*

Приложенное к кристаллу ЦС сверхсильное электрическое поле способно индуцировать еще две СЭ фазы; ромбическую Ст2т и ромбоэдрическую ЯЗт, стабильные лишь во внешнем электрическом поле [6]. Кристаллооптические исследования доменной (двойниковой) структуры различных фаз ЦС и ФП между ними недостаточны и требуют дополнения, уточнения и проверки. Их кристаллографическая интерпретация практически отсутствует.

Имеющиеся данные кристаллооптических и рентгеиоструктурных исследований СЭ ромбической фазы РЬат позволяют предпринять попытку кристаллографического описания фаз и ФП, индуцированных векторным воздействием - электрическим полем, в отличие от скалярного воздействия -температуры.

Таким образом, анализ литературных данных указывает на целесообразность проведения комплексных исследований кристаллооптическим и кристаллографическим методами закономерностей формирования и процессов перестройки доменной (двойниковой) структуры в кристаллах ЦС при ФП, как в отсутствие внешних воздействий, так и индуцированных сверхсильным электрическим полем.

Вторая глава посвящена описанию выращивания Кристаллов ЦС, методов и устройств, использованных для их исследования.

Кристаллы ЦС получены методом массовой кристаллизации из раствора в расплаве. Использовалась шихта РЬ0-В20з в соотношении 80 : 20 % мол. и

поликристаллический ЦС, синтезированный по обычной керамической технологии. Кристаллизация проводилась в интервале температур 1250 ... 1350 К при равномерном охлаждении со скоростью 6 ... 8 К/ч, что позволяло получать преимущественно пластинчатые и игольчатые кристаллы, ограненные по плоскостям (100) псевдокубической ячейки. Прозрачные кристаллы, слегка охрашеиные в желтоватый цвет, имели размеры до 5 мм и толщину 10 ... 200 мхм.

Кристаллооптические исследования проводились при помощи поляризационного микроскола МИН-8 как в параллельном, так и в сходящемся 'поляризованном свете. В качестве микроконоскопов использовались стеклянные шарики диаметром 40 мкм. Для исследований при высоких температурах использовался специальный нагревательный столик к микроскопу, обеспечивающий изменение температуры образца до 600 К со скоростью 0,03 ... 3 К/мин с градиентом температуры не более 0,01 ...0,02 К/см. Нагревательный столик позволял проводить оптические исследования как ортоскопическими, так и коноскопическими методам».

При исследовании кристаллов ЦС в сверхсильных электрических полях использовалась методика, предложенная Фесенко О.В. [6]. Основными ее требованиями являются: выбор тонких (до 10 мкм) образцов и создание "щадящего" режима измерений, сводящего к минимуму вероятность повреждения и преждевремйного износа кристалла. В качестве электродов использовались насыщенный раствор 1ЛС1 и глицерин.

В третьей главе представлены результаты определения возможных типов и ориентации доменных (двойниковых) границ в фазах РЬат и <?3т, наблюдавшихся впервые в сложносдвойникованных кристаллах ЦС.

В фазе РЬат ЦС кроме плоских 60° -ных и 90° -ных границ по плоскостям (110) и (100) псевдокубической ячейки и 90° -ной зигзагообразной границы в кристаллах с параллельным погасанием, описанных ранее [6-8], вами были обнаружены и описаны:

1) 60° -ные двойниковые границы Б-типа по плоскостям (11/) псевдокубической ячейки (см. общую схему границы раздела двойниковых областей на рис. 1). Двойникуюсцим элементом симметрии является зеркальная пло-

скость с индексами (110) псевдокубической ячейки. Ориентация 60° -ных границ S-типа практически не изменяется с температурой в области стабильности фазы РЬаш. Причины постоянства ориентации границы объясняются отсутствием температурной зависимости параметра а(Т) и слабой зависимостью аКТ). По имеющимся экспериментальным данных а(Т), Ь(Т) и результатам крксталлооптическнх исследований уточнена температурная зависимость угла сдвига ш(Т) псевдокубической ячейки ЦС (рис.2).

Показано, что 60° -ные тройники, описанные в [6], с кристаллографической точки зрения характеризуются как промежуточные, компромиссные состояния между случаем простейшего согласования 60° -ных двойниковых компонент и случаем согласования 60° -ных в 90° -ных компонент вдоль ре-лаксированной границы S- типа. Установлено влияние СЭ фазы R3m на формирование 60° -ных тройников в фазе Pbam.

2) 90° -ная граница в кристаллах ЦС с параллельным погасанием, трактуемая как промежуточная между плоскими границами по плоскости (100) псевдокубической ячейки и 90° -ными зигзагообразными границами ц кристаллах ЦС с параллельным погасанием, описанными в [6]. Двойникующим элементом симметрии обнаруженной 90° -ной границы является зеркальная плоскость (100) псевдокубической ячейки.

3) 90° -ная зигзагообразная граница в кристаллах с симметричным погасанием и два типа 60° -ных зигзагообразных границ в кристаллах с параллельным и смешанным погасаниями.

В СЭ R3m исследована и описана подструктура, ориентированная вдоль плоскостей, близких к (100) и (110) псевдокубической ячейки, и наблюдающаяся вблизи положения погасания кристаллов. Мы считаем, что эта подструктура может быть охарактеризована как 180° -ная доменная структура, визуализирующаяся в параллельном поляризованном свете за счет небольшого разворота оптических индикатрис в соседних доменах. В фазе R3m нами описаны также 71° (109°)-ные границы S-типа, слабо отклоняющиеся от плоскости (001) перовскитовой ячейки. Аналитически также показано, что в фазе R3m границы типа (bhi) с 1Ы « 1/1 могут быть связаны с наличием двух

180° -ных и одной 109° -ной компоненты, объемная концентрация которой мала по сравнению с объемными концентрациями 180° -ных доменов.

Рис.}. Схематическое изображение двойниковой структуры и разделяющей их границы 5-типа (показана штриховкой): т, / - т, и I - ' - относительные объемные концентрации изображенных двойниковых компонент с соответствующими ориентациями осей псевдокубической ячейки а, Ь, с; "ЙГЛ/ ¡и 11) - вектор нормали к границе

Рис.2. Расчетная зависимость <я(Т) псевдокубической ячейки кристалла РЬХЮз в фазе РЬат (кривая 1) в сравнении с экспериментальной зависимостью (кривая 2, ¡9])

Четвертая глява посвящена крнсталлооптическому н кристаллографическому описанию МФГ и изучению закономерностей перестройки доменной (двойниковой) структуры ори ФП 1-го рода РтЗт Я3т;£ РЬат.

При ФЦ 1-го рода РтЗт ЦЗт в кристаллах ЦС наблюдается большое число зародышей в форме клиньев или призм, быстро заполняющих объем кристалла за счет бокового движения нескольких МФГ. Форма МФГ достаточно сложная и состоит из участков поверхностей второго порядка с различным радиусом кривизны. Вблизи границ крупных доменов радиус кривизны мал. По мере же удаления от доменных границ наблюдаются практически плоские участки МФГ. Ориентация МФГ относительно огранки кристалла меняется в процессе движения границы по кристаллу.

При кристаллографической интерпретации результатов эксперимента ¿орма МФГ при ФП РтЗт ЯЗш аппроксимировалась поверхностью второго порядка, геометрические характеристики которой зависят от параметров ячейки и объемных концентраций 71° (109°)-ных доменов - механических двойников (рнс. 3). Исследованы функциональные связи между доменными (двойниковыми) состояниями и кристаллогеометрией МФГ, определены ори-ентационные соотношения для сечений конической поверхности плоскостью (001) перовскнтовой ячейки кристалла. В качестве особого случая рассмотрены возможности наблюдения плоскостей нулевых средних деформаций при упругом согласовании фаз РтЗт и Ют. Отмечается хорошее согласие экспериментальных результатов с теоретическими расчетами габитусных плоскостей для полидоменных кристаллов ЦС.

ФП 1-го рода КЗш РЬат также начинается с образования нескольких зародышей преимущественно на доменной (двойниковой) границе или каком-либо ростовом дефекте. Зародыши имеют, как правило, неопределенную форму и быстро заполняют объем кристалла, развиваясь независимо друг от друга. МФГ имеют сложную форму, однако при ФП РЬат КЗга наблюдаются плоские (в кристаллах с параллельным погасанием в фазе РЬат) или практически плоские (кристаллы с крупными двойниковыми компонентами, обнаруживающими в фазе РЬат симметричное погасание) участки МФГ. Ориентации МФГ близки к плоскостям {520} и {100} псевдокубической ячейки

соответственно. При температуре на 5.;, 10 К ниже точки ФП ЙЗш РЬат наблюдались области неопределенной формы, по величине двупреломленг ч отличающиеся от фаз РЬат и Юш.

Рис.3. Диаграмма двойниковых состояний и межфазных границ, определенных для кубическо-ромбоэдрического фазового перехода в кристалле РЬХтОз: I, II, III - области? действительного конуса с различными ориентациями относительна развитых граней кристалла; IV - область вершины мнимого конуса; АВ - линия плоскостей нулевых средних деформаций. Штриховкой показана область определения угла при вершине конуса в плоскости (001) перовскитовой ячейки. Области 0,5 <, X я <, 1; 0,5 <1 Уя <. 1 получаются путем преобразования данной области относительно осей симметрии Хд — 0,5 и Уд " 0,5. Точки 0, К, Ь, М соответствуют монодоменным состояниям ромбоэдрической фазы, стрелками показаны векторы спонтанной поляризации Р) в них

Проанализированы различные варианты тра¿формации доменной (двойниковой) структуры при ФП R3mj£ Pbam а рассмотрены возможности упругого согласования фаз вдоль плоскостей нулевых средних деформации (т.е. в отсутствии избыточной объемной плотности упругой электрострикцяонной энергия формирования новой фазы Т). Определены соответствующие оптимальные концентрации двойниковых компонент и их связь с температурным поведением параметров элементарной ячейки кристалла. Обсуждены неэквивалентные условия перестройки двойниковой структуры при ФП R3m Pbam и Pbam -*■ R3m, а также роль отдельных двойниковых компонент. Установлено, что различные варианты перестройки двойниковой структуры, экспериментально наблюдавшиеся в кристаллах ЦС, могут быть связаны с влиянием некоторых типов двойниковых компонент на значение f и с достижением f~ О различными способами. Этот факт связывается с особенностями изменения параметров элементарной ячейки кристалла ЦС при ФП R3m Pbam.

В пятой главе предпринята пошлха кристаллографической интерпретации, основанной на алгоритме Метра (3], индуцированных сверхсильным электрическим полем ФП Pbam Ca2m и Pbam í£ R3m в кристаллах ЦС на основе анализа уже имеющихся: и оригинальных результатов кристаллооп-тического и рентгеноструктурного исследований.

ФП Pbam Сш2ш наблюдались в кристаллах ЦС, обнаруживающих в фазе Pbam параллельное или смешанное погасание, при приложении с верх-сального электрического паяя по одному из двух кристаллографических направлений: 1001] и [210] ромбоэдрической ячейки. ФП РЬатдЗ: Сш2ш происходит путем образования нескольких зародышей прямоугольной формы с границами по плоскостям (100) псевдокубнчесхой ячейки. Однодоменный кристалл с параллельным погасанием под действием электрического поля разбивается а фазе Pina на два 90° -ных домсга, разделенных границей по плоскости (100) псевдокубнчесхой ячейки. 90° -ные и 60° -ные границы по плоскостям (100) я (110) псеждокубнческой ячейки соответственно сохраняют свою ориентацию в фазе Cm2m , однако в соседних доменах осуществляется ориентация векторов спонтанной поляризация "голова к голове" или "хвост к хвосту", т.е. границы оказываются заряженными. Представлены также схема-

тические изображения, наблюдавшихся экспериментально закономерностей преобразования двойниковой структуры с различными ориентациями вектора спонтанной антиполяризации ±Ра относительно развитых граней кристалла и вектора напряженности электрического поля Е.

Дана кристаллографическая интерпретация различных вариантов преобразования двойниковой (доменной) структуры. Так, в кристаллах ЦС с параллельным погасанием МФГ типа {100} могут быть охарактеризованы как плоские, испытывающие достаточно слабые механические напряжения, обусловленные влиянием кристалла-матрицы, не находящегося под воздействием сверхсильного электрического поля. При преобразовании же 60° -ной структуры при ФП Pbam ^ Ст2т необходим поиск эффективных релаксаторов механических напряжений. В кристаллах с симметричным погасанием невозможна реализация плоских недеформированных МФГ, что хорошо согласуется с экспериментальными данными.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ:

1. В АСЭ ромбической фазе Pbam ЦС кроме плоских 60° -ных и 90° -ных границ по плоскостям (100) и (110) псевдокубической ячейки и 90° -ной зигзагообразной границы в кристаллах с параллельным погасанием реализуются 60° -ные границы S-гипа по плоскостям (ПО псевдокубдческой ячейки; 90° -ная граница, трактуемая как промежуточная между плоскими и зигзагообразными границами: 90° -ная зигзагообразная граница в кристаллах с параллельным и симметричным погасанием.

2. Нечувствительность ориентации 7(11/) 60° -ной границы S-типа к изменению температуры в области стабильности АСЭ ромбической фазы Pbam ЦС обусловлена отсутствием температурной зависимости параметров перов-скитовой ячейки а(Т) и слабой зависимостью <и(Т).

3. На основании крисгаллооптических исследований и данных рентгено-структурного анализа уточнена температурная зависимость угла сдвига со(Т) псевдокубической ячейки ЦС в фазе Pbam и проведено ее сравнение с известными экспериментальными данными.

4. Наблюдающиеся в АСЭ фазе РЬаш ЦС 60° -ные тройники характеризуются как промежуточные, компромиссные состояния между случаем простейшего согласования 60° -них и 90° -ных компонент вдоль механически не напряженной границы S-типа. Установлено влияние промежуточной СЭ фазы R3m на формирование 60° -ных тройников в фазе РЬаш.

5. В СЭ ромбоэдрической фазе R3m ЦС обнаружена и описана подструктура, ориентированная вдоль плоскостей, близких к (100) и (110) псевдокубической ячейки, которая может быть охарактеризована как 180° -ная доменная структура. Описаны кристаллографическими методами 71° (109°)-ные границы S-типа, слабо отклоняющиеся от плоскости (001) псевдокубической ячейки. Аналитически показано, что наблюдающиеся в фазе R3m 109°-ные границы типа (hh/) с Ihl « 1Д связаны с наличием двух 180° -ных и одной 109° -ной компоненты, объемная концентрация которой мала по сравнению с концентрациями 180° -ных доменов.

6. Проанализированы особенности протекания ФП РшЗт R3mi РЬал в сложносдвойникованных пластинчатых кристаллах ЦС. Показано, что образование и рост зародышей новой фазы в значительной мере предопределяется двойниковой структурой исходной фазы, а их взаимодействие в ходе ФП оказывает влияние на формирование сложной двойниковой структуры новой фазы. Дана кристаллографическая интерпретация упругого взаимодействия сдвойникованных фаз R3m и РЬаш и рассмотрены некоторые возможные варианты перестройки двойниковой струхтуры, связанные с особенностью скачков параметров псевдокубической ячейки ЦС при данном ФП.

7. Проанализированы многочисленные экспериментальные данные по индуцированным ФП 1-го рода Pbam^i: Ст2т и Pbam it R3m в кристаллах ЦС с различной двойниковой структурой. Выяснены закономерности, связанные с преобразованием двойниковой структуры в кристаллах с различным направлением антиполяризацин относительно развитых граней кристалла и

-V

обусловленные векторным воздействием электрического поля Е. Дана кристаллографическая интерпретация различных вариантов преобразования двойниковой структуры. Показана корреляция между особенностями изменения параметров псевдокубической ячейхи кристалла и характером формирующей-

ся двойниковой структуры. Описаны ориентационные эффекты, связанные со взаимным расположением направлений пола и аятиполяризации отдельных компонент.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Fousek I., Janovec V. The orientation of domain walls in twinned ferroelectric crystals// J. Appl.Phys.-1969.-V.40, N1.- P.135-142.

2. Sapriel J. Domain-wall orientations in ferroelectric // Phys.Rev. B.-1975.-V.12, N11.- P.5128-5140.

3. Metrat O. Theoretical determination of domain structure at transition from twinned phase: application to the tetragonal-orthorhombic transition of KNb03 // Ferroelectrics.-1980,- V.26, N1-4,- P.801-804.

4. Тополов В.Ю., Балюнис Л.Е., Турик A.B., Фесенко О.Е. Особенности двойникования ромбических фаз кристаллов РЬНГОз / Л.Е. Балюнис, В.Ю. Тополов, А.В. Турик, О.Е. Фесенко// Кристаллография.-1990.-Т.35, N 3.-С. 755-760.

5. Особенности двойникования ромбических фаз кристаллов РЬШОз /Л.Е. Балюнис, В.Ю. Тополов, А.В. Турик, О.Е. Фесенко// Кристаллография.-1990.-Т.35, N1.- С.98-103.

6. Фесенко О.Е. Фазовые переходы в сегнето- и антисегнетоэлектриче-ских кристаллах в сверхсильных электрических полях.- Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского ун-та, 1984,- 142 с.

7. lona F., Shirane G., Pepinsky R. Optical study of PbZr03 and NaNbOa single crystals// Phys.Rev.-1955.-V.97, N 6.- P.1584-1590.

8. Tanaka M., Saito R., Tsuzuki K. Electron microscopic study on domain structure of PbZr03 // Jap. J. Appl. Phys.- 1982.-V.21, N 2.- P.291-298.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ

1. Балюнис Л.Е., Ба Ибраима Сори, Фесенко О.Е. Зигзагообразные границы в антисегнетоэлектрике РЬХгОз // Известия РАН. Сер. физич.-1992.-Т.56, ВЫП.10.-142-145.

2. Межфазные границы при кубическо-ромбоэдрическом фазовом переходе в кристаллах РЬ&Оз /В.Ю. Тополов, Л.Е. Балюнис, А.В. Турик, Ибраима Сори Ба, В.В. Еремкин// Известия РАН. Сер. физич,-1992.-Т.56, вып.10.-127-133.

3. Двойниковые границы S-типа в кристаллах РЬХгОз /В.Ю. Тополов, Л.Е. Балюнис, А.В. Турик, Ибраима Сори Ба, В.В. Еремкин// Кристаллогра-фия.-1992.-Т.37, вып.2,- р. 433-438.

4. Кристалл цирхоната свинца. 1. Структура, двойникование фаз и кристаллографическая внтерпретация/Л.Е. Балюнис, В.Ю.Тополов, А.В. Турик, Ибраима Сори Ба, В.В. Еремкин// Деп в ВИНИТИ 18.04.91, N 1665-В91.-64 с.

5. Domain and twin S-type boundaries in PbZr03 crystals with complicated twinned structure/L.E. Balyunis, V.Yu.Topolov, A.V. Turik, Ibrahima Sory Bah.// Abstr. of 7th Europ.Meet. on Ferroelectricity, Dijon, 8-12 July, 1991.- P.421.

6. Balyunis L.E., Bah Ibrahima Sory, Fesenko O.E. Zigzag twin boundaries in antiierroelectric crystals PbZr03 // Abstr. of 7th Europ. Meet, on Ferroelectricity, Dijon, 8-12 July, 1991.- P.425.

7. Балюнис Л.Е., Ба Ибраима Сори, Фесенко O.E. Зигзагообразные границы в антисегнетоэлектрике PbZr03 // Тез. докл. V Всес. шк.-сем. по физике сегнетоэлектриков, Ужгород, 16-22 сент., 1991 г. - С. 129.

8. Межфазные границы при кубическо-ромбоэдрическом фазовом переходе в кристалле PbZr03 /В.Ю.Тополов, Л.Е. Балюнис, А.В. Турик, Ибраима Сори Ба, В.В. Еремкин// Тез. докл. V Всес. шк.-сем. по физике сегнетоэлектриков, Ужгород, 16-22 сент., 1991 г. - С. 130.

9. Ба Ибраима Сори, Балюнис Л.Е., Фесенко О.Е. 60° -ные тройники в антисегнетоэлектрической фазе кристаллов PbZr03 // Тез. докл. V Всес. шк.-сем. по физике сегнетоэлектриков, Ужгород, 16-22 сент., 1991 г. - С. 131.

10. Cubic-rhombohedral phase boundaries in PbZr03 single crystals with various twinning configurations/ V.Yu.Topolov, L.E. Balyunis, A.V. Turik, Ibrahima Sory Bah.// 14th Europ. crystallogr. Meet. ECM-14. University of Twente, Enschede, the Netherlands, August 2-7, 1992, Book of abstracts. -P.463.

11. The S-type domain and twin boundaries in platelike PbZr03 crystals having complicated twinned structures/L.E. Balyunis, V.Yu. Topolov, A.V. Turik, Ibrahima Sory Bah.//J.Phys.: Condens. Matter.-1993.-V.5, N 9.- P.1419-1426.

3sk.3I8. Tup. 100 3K3. rm "DKreoaorHH'