Формирование доменной структуры при сегнетоэлектрическом фазовом переходе в германате свинца тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР УРАЛЬСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.А.М.ГОРЬКОГО НИИ ФИЗИКИ И ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ

На правах рукописи

СУББОТИН Александр Львович

УДК 537.226.4:537.29.082.722:546.817'289-3I

ФОРМИРОВАНИЕ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПРИ СНШТОЭЛЕКГРИЧЕСКОМ ФАЗОВОМ ПЕРЕХОДЕ В ГЕРМАНАТЕ СВИНЦА

01.04.07. - физика твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Свердловск - 1890

Работа выполнена в отделе оптоэлектроники и полупроводниковой техники НИИ физики и прикладкой математики при Уральском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им.А.М. Горького.

Научный руководитель - кандидат физико-математических

наук, старший научный сотрудник В.Я. Шур

Официальные оппоненты - доктор физико-математических

наук, профессор A.C. Москвин - кандидат технических наук, старший преподаватель М.В. Злоказов

Ведущее учреждение - Днепропетровский госуниверсйтет

им. 300-летия воссоединения Украины t Россией

Защита состоится "_"_ 1990 г. в_часов

на заседании специализированного совета К 063.78.04 по присуждению ученой степени кандидата физико-математических наук в Уральском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. A.M. Горького (620083, г.Свердловск, К-83, пр. Ленина, 51, комн. 248).

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке Уральского государственного университета.

Автореферат разослан "_"_ 1990 г.

Ученый секретарь специализированногодсовета

кандидат физико-математических на£к| j

старший научный сотрудник Кудреватых

•I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

:арт1Ци?д^туальность теш. Характерной особенностью сегнетоэлектриков является наличие доменов, которые могут перестраиваться электрическим полем. Несмотря на большое количество публикаций, посвященных изучению доменной структуры, остаются проблемы, требующе проведения дальнейших исследований, направленных на выявление механизмов ее формирования. Так, в результате фазового перехода в одноосных кристаллах, как правило, формируются встречные домены с заряженными стенками, существование которых, казалось бы, энергетически невыгодно. Однако стабилизация структуры встречных доменов возможна за счет экранирования свободными носителями при достаточной объемной проводимости. Длительное приложение электрических полей приводит к необратимой перестройке встречных доменов, в результате чего образуются сквозные домены с незаряженными стенками. Представляются недостаточно изученными вопросы влияния неоднородностей состава легирующих примесей и поверхностных слоев на формирование доменной структуры и процессы ее перестройки.

Доменная структура существенно влияет на электрофизические свойства кристаллов, поэтому технические устройства на основе сегнетоэлектриков требуют создания вполне определенных доменных конфигураций. В ряде случаев необходимо формировать сквозную доменную структуру с незаряженными доменными стенками, поскольку заряженные доменные стенки затрудняют процесс переключения поляризации и изменяют оптические характеристики кристаллов, тем самым препятствуя применению сегнетоэлектри-ческих материалов в технике.

Таким образом, формирование доменной структуры в результате фазового перехода и последующего охлаадения, а такае перестройка ее в электрическом поле являются актуальными задачами физики сегнетоэлектриков и касаются фундаментальных проблем физики фазовых превращений.

Диссертационная работа выполнена в рамках исследований, проводимых в. отделе оптоэлектроники и полупроводниковой техники НИИ ФПМ при Уральском государственном университете им. А.М.Горького согласно постановлению ГКНТ при СМ СССР N 357

от 10.07.79 г. и в соответствии с коордищщпоииш планом ГЬ'ЬТ 1С1Р и НИОКР по проблеме "Получение и применение сегяото- и пьезоэлектрических материалов" на 1581-1885 гг., задание !! ОЦ.015.05.02, а тоете коордивацаошш шшком Ш СССР по направлений 1.3 "Физика твердого тела" на 1083-1830 гг.

Цель работы

1. Выявление на основании комплексных экспериментальных исследований гершната свинца ыехшшкоа формировошш доменкой структуру одноосного сериетоэлектрйкй в результате фззоеого перехода и последующего охяаздевв«.

2. Экспериментальное исследование цроц-гссов порастройки в электрическом пола дскенаой структуру, содершдей заряженные дома иные стенки, с одноосном сегкегоэлгктрико.

Объекты исследования. В качестве основного мутерпг.ла для исследований был выбран одноосный сегнетоэшстрик гермакат свинца (ГС) РЬ^едОц. Он обладает сравнительно простой доменной структурой, состоящей из 180-градусных доменов. Оптическая различимость сквозных доиенов, небольшие коэрцитивные поля и сравнительно низкая температура фазового перехода (4Б0 К) в сочетании с достаточно полной информацией о физических свойствах позволили использовать ГС как модельный кристалл для выявления механизмов формирования и перестройки доменкой структуры.

Для расширения общности полученных результатов подобные исследования проводились на двуосном сегнетоэлектрике титаните висмута В14Т13012, который имеет довольно слоануа доменную структуру, состоя1Дух> из 180-и 90-градусных оптически различимых доменов и относительно высокую температуру фазового перехода (848 К).

Кроме того следует отметить, что оба исследуемых ште-рлала является перспективными с теки зрения их использования в устройствах вычислительной техники и оптоэлектроники [1,2].

Научная новизна работы заключается в следующем:

Впервые с помощь» селективного химического травления и скалывания по плоскостям спайности проведены экспериментальные исследования форкы и размеров доыенов в исходной доменной структуре (ИДС), формирующейся в результате фазового перехода и последующего охлаадения в образцах ГС с различной орнента-

1 и йлоев расти. Илшдозаяись как естественная 1ЩС, форкиру-

илол ,:ос.-,? дцрйдоаная крясталлов, так и искусственная НДС, ¿,ор:,;лрул::;ллгя после тертгскоВ депояярязацяи. •

Обззрукяо, что з сСрягцах со слоями роста, перпеядяку-голярлс;; со;:, НДС состоит ио чередухжзосся по направленно Рс цоиодойс-кпкх слога, раздслсниьк заряг.еншл.га стенкаии с периоде.?! :{ ор-:5и.г:.цлс-Й скоов роста. В образцах со сяояш роста, пзрачяс-лш.уа коллрйск ос;;, ИДС состоит из вытянутых вдоль полпрнол оси д;\:эксв с :!Об:шс?ыш стенкакгл.

В осгрл^рх с ;:с;г}'оотй:нпой НДС вблизи полярных срезсв до-погллп-.чы'.о с&'здрузшзд ноподомеяные слои, перпендикулярные по-яяунюн оси.

Оердзой'лийе зарягхс-иьмх доменных стенок связывается с гф-^5ктлл!п;ьл позг.ш дефектов, а монодоыевдых приповерхностных слоев с нскугствзяксЗ ИДС с поверхностным изгибом энергетическая ЗОЯ,

С понс-цы» измерения е в образцах с ИДС, форарущейея в результата охлаядшш чгрз фазовый переход с приложением постоянного 5;.скгричгсксго яояя различной напряженности, определен!«' вграаотра распределения внутренних эффективных полей дефектов ответственных за образование заряяенных доменных стенок.

Сделано предположение, что вблизи фазового перехода в образцах со слоями роста, перпендикулярными полярной оси, образуется доменная структура, содержащая плоские заряженные стенки. При дальнейшей охлаждения их форма усложняется га счет внутриобъемного переключения поляризации под действием деполяризующего поля. Сформировавшаяся доменная структура закрепляется за счет объемного экранирования заряженных доменных стенок .

Наличие мелких доменов в приповерхностных слоях образцов ; искусственной ИДС, вероятно, связано с ветвлением доменной ¡труктуры в области локализации объемного заряда.

Исследованы условия формирования равновесной лабиринто-юй доменной структуры, состоящей из сквозных доменов, при жлавдении образцов через фазовый переход с приложенной перегенного электрического поля я его последующий плавным умень-[ением.

Впервые с помощью селективного химического травления, скалывания и диэлектрических измерений исследована перестройка ИДС в ГС под действием переменного и постоянного электрических полей. Обнаружено, что перестройка ИДС представляет собой смещение заряженных доменных стенок вплоть до их аннигиляции и сопровождается перераспределением объемных экранирующих зарядов.

Научная и практическая ценность. В работе получены новые сведения о механизмах формирования доменной структуры ГС в результате фазового перехода и последующего охлаждения с учетом влияния дефектов и поверхностных слоев, а такзе о процессах перестройки в электрических полях. Развитые представления косят общий характер и применимы для других сегнетоэлектриков. Результаты исследований открывают широкие возмоаности для создания доменных структур заданной конфигурации и могут бить попользованы при изготовлении устройств вычислительной техники и оптоэлектрокики на основе сегнетоэлектриков.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на семинаре "Пьезо- и сегнетоэлектрики в' электронике и приборостроении" (Москва, 1S83), на Всесоюзном семинаре "Фазовые переходы в сегнетоэлектриках" (Москва, 1934), 2-ой Всесоюзной конференции "Получение и применение сегнето- и пьезоэлектрических материалов в народном хозяйстве" (Москва, 1984), 3-ей Всесоюзной конференции "Получение и применение сегнето- и пьезоэлектрических материалов в народном хозяйстве" (Москва, 1887), 12-ой Всесоюзной конференции по физике сегнетоэлектриков (Ростов-на-Дону, 1989) и на Международном симпозиуме по доменной структуре сегнетоэлектриков и родственных материалов (Волгоград, 1989).

Публикации, Основные материалы диссертации опубликованы в 12 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы; содержит 160 страниц, включая 46 рисунков и 3 таблицы. Список литературы содержит 149 названий.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертаций, формулируются основные цели и задачи работы, кратко излагается содержание глаз диссертации.

В первой главе приводится обзор литературы по теме диссертации. Рассматриваются современные представления о процессах формирования доменной структуры сегнетоэлектриков в результате фазового перехода. Анализируются условия образования поли- и монодоменного состояния. Приводятся результаты исследований процессов перестройки доменной структуры при дальнейшем охлаждении в сегнетофазе. Рассматриваются результаты экспериментальных и теоретических исследований параметров поверхностных слоев и их влияние на свойства сегнетоэлектриков.

Описаны основные методы исследования встречных доменов, среди которых наиболее распространенным для одноосных кристаллов является селективное химическое травление плоскостей образцов, параллельных полярной оси. Отмечается, что выбор того или иного метода зависит от исследуемого материала, геометрии образцов и необходимого быстродействия. Описываются условия ."•образования встречных доменов в сегнетоэлектриках. Подчеркивается, что наиболее распространенной ситуацией является формирование структуры встречных доменов с заряженными стенками в результате охлаждения кристаллов через фазовый переход без внешних воздействий. Рассматривается влияние встречных доменов на свойства сегнетоэлектриков. Отмечается, что механизмы формирования встречных доменов с заряженными стенками и их перестройка в-электрическом поле изучены недостаточно. Кратко излагаются сведения о механизмах переключения поляризация.

Отмечается, что диэлектрические измерения, хотя и являются быстродействующим методом исследования доменной структуры, не дают информации о форме и размерах доменов. Однако в сочетании с другими методами они могут быть весьма эффективны. Приводятся основные физические свойства ГС и титаната висмута, а также информация об ИДС в этих материалах.

В заключении главы сделаны краткие выводы по приведенному обзору литературы, обоснован выбор используемых методик и сформулированы основные цели работы.

Во второй главе описывается методика эксперимента.

Представлены структурная и функциональная схемы автоматизированной экспериментальной установки для исследования изменения диэлектрических свойств и параметров переключения поляризации сегнетоэлектриков в процессе перестройки ИДС, созданной на базе вычислительного комплекса 15-ИПГ-128.

Установка позволяет измерять действительную и мнимую часть комплексной диэлектрической проницаемости (в диапазоне частот 70~1(Р Гц), параметры петель диэлектрического гистерезиса и импульсов тока переключения поляризации. Реверсивная диэлектрическая проницаемость измеряется на частоте 10^ Гц с одновременным приложением постоянного ил# переменного (частотой до 100 Гц) поля смещения. Возможно одновременное измерение двух параметров за время не более 60 икс.

Исследуемые образцы помещаются в термостат, температура в котором изменяется по заданной программе в диапазоне 293457 К и поддерживается с точностью до 0,5 К.

Приведены методики термической деполяризации образцов, заключающиеся в нагреве вше температуры фазового перехода, изотермическом отжиге при этой температуре и позволяющие воспроизводимо формировать ИДС в ГС и титанате висмута.

Описана методика визуализации несквозных доменов в ГС, основанная на скалывании по плоскостям спайности параллельным полярной оси. Приводится информация о сэндвич-структурах, использованных для моделирования процессов внутриобъемного переключения поляризации в ИДС. Они состоят из пластин ГС и искусственных диэлектрических зазоров, в качестве которых использовались стеклянные пластинки, газовые промежутки или пластины фотопроводаика - силиката висмута В^^Ю.^.

Приведены основные сведения о выращивании кристаллов и приготовлении образцов. Исследуемые монокристаллы ГС выращивались по методу Чохрельского вытягиванием из расплава. Измерения проводились на образцах ГС, вырезанных перпендикулярно полярной оси, двух типов: ГС|( - со слоями роста, ориентированными вдоль полярной оси (выращены в направлении [100]) и * ГС= -со слоями роста, перпендикулярными полярной оси (выращены в направлении [001]). Монокристаллы титаната висмута были получены методом сповтанной кристаллизации.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований доменной структуры в образцах ГСии ГС_ , формирующейся в результате фазового перехода и, последующего охлаждения.

С помощью селективного химического травления и скалывания обнаружено, что ИДС в ГС_ состоит из монодоменных слоев, чередующихся с периодом слоев роста и разделенных заряженными доменными стенками сложной формы (зигзагообразными в сечении). ИДС в ГС(принципиально отличается и состоит из вытянутых вдоль полярной оси доменов (длиной от 10 до 100 мкм и поперечными размерами 2-3 мкм) с извилистыми стенками, образующих сложный пространственный лабиринт.

* Для объяснения полученных результатов рассмотрено влияние эффективных электрических полей дефектов типа слоев роста, существующих и в парафазе, на пространственное распределение спонтанной поляризации в доменной структуре, образующейся при фазовом переходе [3]. Изменение знака проекции эффективных электрических полей дефектов на полярное направление приводит к образованию заряженных доменных стенок .в объеме кристаллов.

В образцах с искусственной ИДС вблизи полярных срезов на Глубине 150-200 мкм дополнительно обнаружены монодоменные слои толщиной около 100 мкм, образование которых объяснено поверхностным изгибом энергетических зон [4].

Обнаружено, что ёщ, всегда больше е свободной доменной структуры (СДС), образующейся в результате длительного воздействия переменного электрического поля на образцы с ИДС и юстоящей только из сквозных доменов с незаряженными стенками. 1ричем Ещ. в ГС_ всегда больше, чем в ГС„ . Если учесть, что ! ГС незаряженные доменные стенки не дают заметного вклада в : [5], то возрастание е^дс можно объяснить вкладом заряженных доменных стенок, а разность между ещ. в ГС() и ГС_- раз-[ичием их суммарной площади.

Для определения напряженностей эффективных полей дефектов [змерялась величина Де = ~ есДС ^ образцов ГС_ с ИДС, юрмирующейся в результате охлаждения через фазовый переход слабом (до 2-Ю3 В/м) постоянном электрическом поле. Ока-алось, что с увеличением напряженности поля Де уменьшается, помощью селективного химического травления и скалывания по- 9 -

казано, что при этом уменьшается и количество заряженных доменных стенок. Отмечается, что в этом случае ориентация вектора Р3 определяется направлением внутреннего поля, равного сумме полей дефектов и внешнего поля Е^^ = Е^ + Еех . Заряженные доменные стенки образуются в тех областях, где Е^ меняет знак. При увеличении Еех количество таких областей уменьшается. Если распределение напряженностей эффективных полей дефектов носит случайный характер, то зависимость Де(Еех) долина описываться кривой типа интеграла вероятности, что и подтверждается экспериментом. Дифференцированием полученной зависимости были получены функции плотности вероятности распределения напряженностей эффективных полей дефектов с параметрами, приведенными в таблице 1 (точность определения не хуке 15%).

Таблица 1

(Концентрация хрома, ,{Центр распределения,'Дисперсия,!

! % ! В/м ! В/м !

! 0 ? 440' ! 580 !

! . 0,025 ! 570 ! 730 !

! 0,05 1 670 ! 780 !

Было обнаружено, что однородное легирование добавлением 0,025 мольных % хрома в пихту приводило к увеличению напряженности полей дефектов и увеличению разброса их значений, а неоднородное легирование добавлением 0,05 мольных % хрома в шихту приводило к дополнительному увеличению напряженности полей дефектов. Однородность легирования при этом контролировалась по распределению центров окраски.

Показано, что при увеличении скорости охлаждения Ещ. в ГС увеличивается. Приведены различные типы ИДС, возникающих в ГС__ и выявленных селективным химическим травлением и скалыванием.

Предполагается, что сложная форма заряженных доменных стенок зависит от скорости охлаждения в сегнетофазе. Вблизи фазового перехода ИДС в ГС_ состоит из чередующихся по направлению Ps монодоменных слоев, разделенных плоскими заряженными стенками, перпендикулярными полярной оси. При дальнейшем

охлаждении происходит внутриобъемное переключение поляризации под действием деполяризующего поля Е^р, создаваемого связанными зарядами на заряженных доменных стенках. В результате этого плоские заряженные стенки о ИДС становятся зигзагообразными в сечении. С уменьшением температуры Е^р растет, однако, благодаря относительно высокой проводимости ГС вбллзк фазового перехода Е^р уменьшается в результате объемного экранирования, которое протекает сравнительно медленно. Следовательно, с увеличением скорости охлаждения разность Е^р и поля объемных экранирующих зарядов увеличивается. Объемное экранирование приводит к окончательной стабилизации сформировавшейся доменной структуры.

Внутриобъемное переключение поляризации под действием Е^р подобно переполяризации монодоменкых образцов с искусственным диэлектрическим зазором без внешнего экранирования в постоянном электрическом поле. Была предпринята попытка его качественно смоделировать в сэндвич-структурах.

Обнаружено, что переполяризация образцов ГС с искусственным диэлектрическим зазором протекает за счет образования ква-зиупорядоченной системы цилиндрических доменов, концентрация которых линейно растет с увеличением напряженности внешнего электрического поля.

Установлено, что зависимость концентрации доменов от освещенности I фотопроводника в сэндвич-структуре сегнетоэлект-рик-фотопроводник (ГС-силикаг висмута) описывается выражением:

Н = К (п0 + а!)^3 , где К и а - константы, п0 - темновая концентрация носителей заряда в фотопроводнике.

Селективным химическим травлением и скалыванием обнаружена полидоменная структура приповерхностных слоев в образцах ГС с искусственной ИДС. Этот факт, вероятно, связан с ветвлением доменной структуры в области локализации объемного заряда [6].

Изучались условия формирования равновесной сквозной доменной структуры. Чтобы исключить влияние полей дефектов и экранирования на формирование доменов производилось охлаждение образцов ГС из парафазы с приложением переменного электрического поля напряженностью более 10^ В/м. При этсм фсрми-

ровалась сквозная полидоменная лабиринтовая структура. Увеличение напряженности поля в диапазоне (1-6)-10^ В/м приводило к увеличению равновесной ширины доиенов от 10 до 50 икм. Для расчета удельной энергии доменной стенки а в сегнетоэлектри-ческом конденсаторе толщиной <3 с равновесной шириной доменов Ъ использовались соотношения, полученные для полосовой доменной структуры [7]. Дополнительно учитывалось, что конденсатор закорочен и внешнее экранирование завершено. В этом случае:

в - (1,7 Р§/е*е) Ь2 ЬМ2 где е* =1+(есеа)*'2 , ес и еа - диэлектрические проницаемости вдоль и поперек полярной оси; Ь - толщина приповерхностного диэлектрического зазора. Оценка, проведенная для образцов при Т=300 К (Ъ = 2-Ю"5 и, <1 = м, Р3 = 5-Ю-2 Кл/м2, . Ь = 10ы, дала для удельной энергии 180-градусной доменной к, стенки правдоподобное значение о = 3-10~® ДжДг. Без учета внешнего экранирования значение а увеличилось бы в 1000 раз.

В четвертой главе представлены результаты исследований процессов перестройки ИДС в ГС и титанате висмута под действием электрических полей. Обнаружено, что временная зависимость Де образцов ГС в процессе перестройки ИДС имеет немонотонный характер с ярко выраженным максимумом. Селективным химическим травлением и скалыванием установлено, что на первом участке зависимости ¿£(0 количество заряженных доменных стенок практически не изменяется. Затем их количество уменьшается за счет образования и расширения областей, не содержащих эти стенки.

Предполагается, что N заряженных доменных стенок вносят вклад в Де за счет обратимого, безгистерезисного переключения поляризации в результате их колебаний с амплитудой Дг в измерительном поле: . На первом этапе зависимости ЛеШ под действием смещающего переменного электрического поля заряженная доменная стенка начинает колебаться около положения равновесия, в результате чего состояние экранирующего объемного заряда становится неравновесным и происходит его рассасывание. Это приводит к дальнейшему увеличению амплитуда колебаний заряженной доменной стенки в смещающем поле.

В случае приложения постоянного смещающего поля происхо-

'*' дит смещение заряженной доменной стенки из исходного положе-

ния в положение, в котором сумма внешнего поля и поля экранирующего объемного заряда равна стартовому полю движения доменной стенки. После этого начинается перераспределение объемного заряда в соответствии с новым положением стенки, что приводит к' ее дальнейиему смещению в поле.

Эти процессы сопровождаются увеличением амплитуды колебаний стенки в измерительном поле и, соответственно, увеличением Де. Встречное смещение двух соседних заряженных стенок разного знака заканчивается их аннигиляцией, что приводит к уменьшению Де.

Из спада зависимости ЛеШ в процессе перестройки ИДС в постоянном электрическом поле было показано, что при этом временная зависимость числа заряженных доменных стенок описывается уравнением, характерным для процессов бинарной аннигиляции: N = К0т/и +т), где И0 - исходное количество заряженных доменных стенок в ИДС, т - характерное время процесса.

В кристаллах гитаната висмута с естественной ИДС не наблюдаются домены с противоположными с-компонентами Рд в поляризованном свете, проходящем вдоль с-оси и их пёреполярязация затруднена [8]. Это позволяет сделать вывод о том, что ИДС содержит встречные с-домены с заряженными доменными стенками.

Обнаружено, что в титанате висмута переключаемый заряд в процессе перестройки ИДС в переменном электрическом поле, приложенном вдоль с-оси, постепенно растет, достигая насыщения.

Временные зависимости переключаемого заряда и е в процессе перестройки встречных с-доменов с заряженными стенками в НДС имеют вид, подобный аналогичным зависимостям в ГС. Это позволяет предположить, что я в этом случае действует те же механизмы, что и при перестройке ИДС в ГС.

основные выводи

Впервые с помощью селективного химического травления, скалывания по плоскостям спайности и диэлектрических измерений исследована исходная доменная структура, формирующаяся в результате фазового перехода и последующего охлаждения в ГС, а также процессы ее перестройки в электрических полях.

- 13 -

1. Обнаружено, что исходная доменная структура в ГС содержит большое количество заряженных доменных стенок сложной формы, а размеры и форма доменов зависят от периода и ориентации слоев роста. Образование заряженных доменных стенок обусловлено изменением знака проекции на полярное направление эффективных электрических полей, создаваемых дефектами. Б образцах с искусственной исходной доменной структурой, сформированной в результате термической деполяризации, дополнительно обнаружены монодоменные слои, образование которых обменено поверхностным изгибом энергетических зон.

2. Определены параметры распределения эффективных полей дефектов, ответственных за образование заряженных доменных стенок. Обнаружено, что контролируемое легирование хремом приводит к увеличению напряженности этих полей.

3. Предполагается, что образование доменной структуры в образцах ГС со слоями роста, перпендикулярными полярной оси, при охлаждении из ларафазы проходят через следующие основные этапы: а) вблизи фазового перехода образуется доменная структура, состоящая из монодоыенных слоев, чередующихся с периодом слоев роста и разделенных плоскими заряженными доменными стенками; б) при дальнейшем охлаждении форма плоских заряженных доменных стенок усложняется за счет внутриобъемного переключения поляризации под действием деполяризующего поля и зависит от скорости охлаждения; в) возникающая доменная структура закрепляется за счет объемного экранирования заряженных доменных стенок.

4. Вблизи полярных поверхностей обнаружено измельчение доменной структуры, которое связано с эффектом ветвления в области локализации объемного заряда.

5. Установлено, что при охлаждении образцов ГС через фазовый переход с приложением переменного электрического поля и его последующем плавном уменьшении формируется равновесная лабиринтовая доменная структура, состоящая из сквозных доменов. Определена величина удельной поверхностной энергии незаряженной 180-градусной доменной стенки в ГС.

6. Обнаружено, что внешнее электрическое поле смещает заряженные доменные стенки из исходного положения. Это приво-

~ дит к перераспределению объемных экранирующих зарядов, и в

своп очередь, способствует дальнейшему смещению заряженных доменных стенок вплоть до их аннигиляции.

7. Высказано предположение, что развитые в работе представления имеют общий характер и могут быть распространены на другие сегнетоэлектрнки. Это качественно подтверждено результатами исследований процессов перестройки с - -доменной структуры кристаллов титаната висмута.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах :

1. Шур В.Я., Попов Ю.А., Субботин А,Л. Особенности диэлектрических свойств монокристаллов германата свинца с пеход-

' пой дошшой структурой//Физпка тверд.тела.-1983,-Т. 25, вып. 2.-С. 564-565,

2. Шур В.Я., Попев H.A., Субботин A.JI., Коровина И.В. Особенности исходной доменной структуры в германате свинца //Изв. АН СССР. Сер. физ,-1984.-Г. 48, вып. 6,- С. 10611064.

3. Еур В,Я,, Субботин А,Л., Румянцев E.J1., Дудкина-А.В, Особенности динамики доменной структуры при переключении поляризации в структуре Pt^GögO^^-Bi^2S1020//Тез. докл. II Все-соиз. конф. "Актуальные проблемы получения и применения се-гнето- и пьезоэлектрических материалов", М., 1984,-С. 355.

4. Шур В.Я., Попов D.A., Румянцев Е.Л., Субботин А,Л., Вшивко-Еа В.В. Формирование доменной структуры в германате свинца при размытом фазовом переходе//Изз, АН СССР. Сер. физ.-1985",-Т. 49, ВЫП. 9.-С. 1860-1862.

5. Шур В.Я., Гурьев A.B., Бунина Л.В., Субботин А.Л,, Попов A.A., Пономарев H.D. Параметры исходной доменной структуры в германате свинца и ее распад в электрическом поле//Тез. докл. III Веесоюз.конф. "Актуальные проблемы получения и применения сегнего- и пьезоэлектрических материалов". М., 1987.-С. 26.

6. Попов O.A., Субботин А.Л., Шур В.Я. Автоматизированная установка для исследования диэлектрических свойств и параметров переключения сегнетоэлектриков//Тез. докл. III Все-союз. конф. "Актуальные проблемы получения и применения сегнето- и пьезоэлектрических материалов", LS., 1987.-С.169.

7. Попов S.A., СубСагт А.Л., Шур В.Я, Азтоыатигьрозшш:! ус-шговка для нсеяедаваштд деэяектрич&сках cooScvb к караизт-рав дервклячеввя сш1&тс5лекч:рик0й//сетнйт5йлэптрш;;! и nie-зоэлектршся.-Каяшпш, 1SS8.-C. 88-101.

8. Шур Б,Я,, Гурьев A.B., Бунина Л.В., Субботин А.Л., Попов В.А. Распад исходной дошшой структуры в гврялате свинца в эягктрачееком поле//Фазш:а тавря, тела.-1938,-Т. 30, зкп. 10.-С. 3143-314В,

9. Shur V.Ys.., Gruvei'man Ä.L., Letuchev V.V,, Ruaysntsav E.L,, SübboUfc Ä.L. Dorsain structure of lead gavfianalsZ/ltitorn., еувр. on doEuiii structure of ferroclectries and related

каteriaIs:Abstr.-Volgograd, 198Э.-Р. 119.

10. Shur V.ia., Sabfcotin A.L., Odintsova E.V., Вотлпа L.V., Lcrcairln G.G. Restruetion of ss-grovn dosain structure in lead geraanat® and layer biscuth tilanate//Intern. syap. on dosain structure of ferroelectrics and related naterials; Abslr.-Volgograd, 19S3.-P. 121.

11. ЕурЕ.Я., Груверазн A.J!., Кушноп Е.П., Субботин А.Л., Румянцев Е.Л., Бунина Ji.В, Встречала домйш в германате сшща//Тез. дскп. XII Всесолз. конф. по физике сегнато-зяектркков. Ростов н/.Д, 1889.-С, 19.

12. Shur V.Ya., Gruversan A.L., Letuchev V.V., Ruayantscv E.L., Subbotin A.L. Domain structure of lead gertaanate//Ferro-electrics.-1939.-Vol. 93.-P. 31-51.

Цитируец&я литература

1. Барфут fit., Тейлор Де. Полярные диэлектрики и их применение. -Ы., 1981,-52В с.

2. Буш A.A., Веневцев И.II. Монокристаллы с сегнетоэлектрн-ческиыи и родственными спойстпаыц в скстеие РЬО - Ge02: Возможные области их применения.-41., 1881,- 70 с.

3. Юдин С.П., Паиченко Т.В., Кудзмн A.D. Распределение спонтанной индукции в сегнетоэлектрических кристаллах с

■ неоднородным распределением примеси//$изика тверд, тела,-1976.-Т. 18, выл. 7.-С. 1920-1826.

4. Гуро Г.М., Иванчнк й.И., Ковтонвк Н.й. С-доменный кристалл BaTiOg в короткозайкнутаи конденсаторе//Физика тверд, тела.-1989.-1. 11, вып. 7.-С. 1956-1984.

- 16 -

5. Croc;; L.E., Clins Т.Н. Contribution lo ths dioloetrie response from charged domain stalls in fsrroQlectnc FLvGogOj¡//Fvroo)sotriсг,,-I97C.-Vol. И.-P. 333-330.

'5. Улртто B.I!. О дс-тптЯ структуре смгюгомекц'икоя// Пурц. Эксперхч. я icop. tfasi$KU.-I073.-T. 77, вкл. 0. -С. 2419-2421.

7. ШЛэтг Т., FnruicUi I. Dotaln stricture of roebello s-чН snd Ю^О^/Пг/я. itrtv.-lS53.-Vol. SO, л. 2.-F, 193-202.

3, Cunnir.Hi S.R. Optical study of donam uallo in M4ri30ia ■ //J. Fbyn. See. ,r?p.-Ю70.-Vol. 20, Supp.l.-P. ЗГВ-353,

- 17 -