Исследование процессов переключения спонтанной поляризации в высокотемпературном сегнетоэлектрике LaBGeO5 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

московский государственный университет

им. М.В. Ломоносова ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правахрукописи

Милов Евгений Владимирович

УДК 537.226

Исследование процессов переключения спонтанной поляризации в высокотемпературном сегнетоэлектрике LaBGeO5

01.04.07 - Физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

МОСКВА 2005

Работа выполнена на кафедре общей физики и магнитоупорядоченных сред физического факультета Московского государственного университета им М В Ломоносова

Научный руководитель

доктор физико-математических наук, профессор Б А Струков

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук, профессор Т Р Волк

доктор физико-математических наук С Ю Стефанович

Ведущая организация

Физико-технический институт РАН им А Ф Иоффе

Защита состоится 16 февраля 2005 г в '.б00 на заседании диссертациоьного

совета Д 501 002 01 в Московском государственном университете им М В Ломоносова по адресу 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ, физический факультет, ауд_

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета MГУ им MB Ломоносова

Автореферат разослан 14 января 2005 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 50 1 002 01

кандидат физико-математических наук Лаптинская Т В

Общая характеристика работы.

Актуальность работы

Интерес исследователей к процессам переключения спонтанной поляризации в сегнетоэлектриках под действием электрического поля возник в начале пятидесятых годов и не ослабевает по сегодняшний день Предприняты многочисленные попытки создать непротиворечивую теорию процессов переключения спонтанной поляризации и движения доменных границ в сегнетоэлектриках В настоящее время сравнительно полное теоретическое описание этих процессов существует только для модельных сегнетоэлектриков с малой величиной коэрцитивного поля, таких как ВаГЮз и ТТС Однако, теория, описывающая процессы переключения в высококоэрцитивных (жестких) сегнетоэлектриках, таких как 1л ГаОз, находится на стадии

развития В этом смысле исследование процессов переключения в монокристалле ЬаВ0е05 имеет фундаментальное значение и представляет особый интерес потому, что в районе 20 °С кристалл демонстрирует поведение "жестких" сегнетоэлектриков, а при повышении температуры величина ею коэрцитивного поля плавно уменьшается, и при высоких температурах -400 -500 °С обнаруживаются особенности процессов переключения, во многом сходные с наблюдаемыми на модельных сегнетоэлектриках В последние годы интерес к проблемам переключения спонтанной поляризации усилился в связи с открытием многих прикладных направлений применения сегнетоэлектрических материалов Так, ведется работа по созданию устройств энергонезависимой памяти на сегнетоэлектриках В связи с этим становится актуальным исследование кинетики переполяризации в различных сегнетоэлектрических кристаллах и тонких пленках Развивается направление, названное «доменной архитектурой», состоящее в создании искусственных доменных структур для некоторых практических применений Примером устройств, в которых применяются искусственно созданные периодические доменные структуры, могут служить удвоители частоты света, построенные на принципе искусственного волнового квазисинхронизма Наиболее распространенным методом получения таких доменных структур является метод переключения спонтанной поляризации под действием внешнего электрического поля Поэтому по сегодняшний день актуальны исследования процессов стабилизации доменной структуры, эффектов экранирования, влияния примесей и дефектов кристаллической решетки, материалов электродов и процессов в

области контакта электрод-кристалл на процесс переключения спонтанной поляризации. Монокристалл ЬаВ0еО5 может являться привлекательным объектом для создания устройств доменной архитектуры, так как он обладает устойчивой доменной структурой в интервале «рабочих» температур вблизи комнатной, а при повышенных температурах >—300 "С спонтанная поляризация может быть переключена сравнительно малым электрическим полем. Цели и задачиработы

Основной целью работы являлось исследование процессов переключения спонтанной поляризации в монокристаллах под действием

электрических полей напряженностью от в широком диапазоне

температур от 20 до 530 °С.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

Создание методики и изготовление установки для исследования пироэлектрическою эффекта на образцах с пониженным элсктросопротивлением

Разработка и изготовление комплекса установок для исследования процессов переключения спонтанной поляризации сегнетоэлектрических кристаллов под действием высоковольтных импульсов амплитудой до 12 кУ и медленно меняющихся напряжений произвольной формы амплитудой до 15 кУ в интервале 1емператур 20 °С - 700 °С.

Определение температурной зависимости пирокоэффициента и спонтанной поляризации в высокотемпературном сегнетоэлектрике (ЬЛЗОО) методом квазистатических пироэлектрических измерений. Определение условий получения устойчивых монодоменных и полидоменных состояний. Измерение статическим методом независимых пьезомодулей в монокристалле ЬБОО.

Исследование кинетики переключения спонтанной поляризации в монокристаллах под действием импульсных и медленно меняющихся

электрических полей напряженностью до 300 кУ/ст в интервале температур от 20 до 200 °С и до 12 кУ/ст в интервале температур 200 -530 °С.

Оценка применимости классических моделей, описывающих кинетику переключения спонтанной поляризации сегнетоэлектриков, для объяснения экспериментальных данных. Объекты иметоды исследования

Объектами исследования являлись монокристаллы выращенные

методом Чохральского в проблемной лаборатории магнетизма физического

факультета МГУ к ф -м н Б В Миллем на установке Malvern MSR2 Образцы представляли собой пластинки, вырезанные перпендикулярно оси третьего порядка кристалла толщиной от 0 5 до 2 mm, площадью ~ 0 5 cm Большие грани образцов полировались алмазными порошками до оптического качесгва и покрывались металлическими электродами, состоящими из подслоя титана толщиной в 40 nm и слоя золота толщиной 1 |im При проведении пьезоэлектрических измерений использовались срезы трех различных кристаллографических ориентации Научная новизна

1 Определена температурная зависимость пирокоэффициента и спонтанной поляризации в высокотемпературном сегнетоэлектрике LdBGeOs (I BGO) методом квазистатических пироэлектрических измерений Определены коэффициенты Ландау фазового перехода второго рода Обнаружена возможность создания устойчивого монодоменного состояния кристалла путем охлаждения кристалла через фазовый переход в малом -10 V/cm электрическом поле

2 Впервые показана возможность переключения спонтанной поляризации под действием электрического поля в монокристаллах LaBGeOs в окрестности комнатной температуры 20 °С - 200 °С Обнаружено экспоненциальное увеличение коэрцитивного поля от 20 kV/cm до 180 kV/cm при понижении температуры в интервале от 20 °С до 200 °С и его частотная зависимость

3 Обнаружено изменение времени переключения более чем на четыре порядка в интервале температур от 20 °С до 120 °С и более чем на три порядка в интервале полей от 20 kV/cm до 200 kV/cm Показано, что изменение температуры в указанном интервале не влияет на формфактор кривой тока переключения Обнаружено качественное изменение вида временной зависимости тока переключения при увеличении электрического поля от классической куполообразной при малых полях, до монотонно убывающей в полях, больших 70 kV/cm

4 Предложена модель зародышеобразования, учитывающая существование в кристалле центров зарождения доменов, занимающих определенную долю я пощади кристалла С помощью предложенной модели, следуя теории Колмогорова - Аврами - Ишибаши, качественно объяснены формы импульсов тока переключения, наблюдаемых в монокристалле LBGO, в интервале температур 20 °С-120 °С

5 При температурах выше -200 °С обнаружена зависимость параметров переключения от частоты и скважности приложенною электрического поля в установившемся режиме переключения, а также явления стабилизации доменной структуры при выдерживании кристалла в монодоменном и деполяризованом состояниях В рамках существующих моделей определены времена релаксации внутреннего поля

6 Статическим методом впервые измерены шесть независимых пьезомодулей в монокристалте LBGO

Практическаязначимость

Полученный комплекс данных по пироэлектрическим и пьезоэлектрическим свойствам исследованного кристалла предоставляет необходимую информацию для практического применения монокристалла L aBGeOs в качестве чувствительного элемента пиро- и пьезодатчиков

Полученная информация о кинетике переключения спонтанной поляризации устойчивости доменной структуры условиях получения монодоменного состояния и процессах стабилизации доменной структуры открывают возможности применения кристалла LaBGeOs в устройствах доменной архитектуры На основании проведенной работы сделан вывод о перспективности монокристалла IPGO для создания злектроуправляемых нелинейнооптических устройств, пьезо- и пиродатчиков Апробацияработы

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих всероссийских и международных конференциях

- Международной конференции по сегнетоэлектричеству (Мадрид, Испания, 2001),

- Семинаре памяти В М Рудяка «Процессы переключения в сегнетоэлектриках и сегнетоэластиках» (Тверь, 2002),

- Европейском совещании но сегнетоэлектричеству (Кембридж, Великобритания, 2003),

- Международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения» (Москва, МИРЭА, 2003),

- Четвертом международном семинаре по физике сегнетоэластиков (Воронеж, 2003),

- Международном научно-практическом семинаре «Сегнетоэлектрические материалы» (Белоруссия, Минск, 2004)

Публикации

По результатам работы опубликовано 4 статьи в российских и зарубежных реферируемых научных изданиях, а также 6 тезисов докладов на всероссийских и международных научных конференциях Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии, содержащей 113 наименований Общий объем 178 страниц, включая 91 рисунков и 5 таблиц

Содержание работы.

В главе 1 содержится обзор литературы

В разделе 1.1 рассмотрены наиболее известные работы, исследующие процессы зарождения доменов, движения доменных стенок, кинетику процесса переключения спонтанной поляризации в модельных сегнетоэлектриках (ВаТЮЗ, ТГС) Наибольшее внимание уделено моделям процесса переключения, основанным на подходе, развитом Колмогоровым И] и Аврами, т е моделям Видера [2] и Ишибаши [3], а также их более поздним модификациям Кроме того, рассматриваются модели процесса стабилизации доменной структуры на примере сегнетоэлектриков

В разделе 1.2 рассматриваются структура и свойства монокристаллов 1аВОеОБ ЬаВОеОБ является синтетическим аналогом минерала стилвеллита СеВ8Ю5 Симметрия стилвеллита описывается пространственной группой Р3| Впервые крупные, порядка 100 г, кристаллы были получены в 1990

году Ь В Миллем Сегнетоэлектрические свойства кристалла I аВ0еС>5 были обнаружены в 1992 году [4] Из температурных зависимостей диэлектрической проницаемости был сделан вывод о наличии двух сегнетоэлектрических фазовых переходов при температурах 516 °С и 520 °С Температурная зависимость интенсивности генерации второй оптической гармоники имела характерный вид для фазового перехода второго рода, аномалия при 516 °С не наблюдалась Из зависимости была получена температурная зависимость

спонтанной поляризации с помощью полуэмпирической формулы

и для комнатной температуры была получена величина Р5= 12 (лС/ст2 В работе [5] проведены исследования температурной зависимости диэлектрической проницаемости с прецизионным контролем температуры На зависимости е(Т) была обнаружена лишь одна

аномалия соответствующая фазовому переходу второго рода при 531 5 °С D-E зависимости измеренные на частоте 50 Hz в электрическом поле 6 kV/cm, имели характерную гистерезисную форму только при температурах выше 400 °С при темперагурах ниже 250 °С в указанном поле петля гистерезиса не наблюдалась В работе [6] представлены результаты калориметрических измерений на кристаллах I аВОеО^ в широком диапазоне температур 450- 850 К Из зависимости СР(Т) были получены коэффициенты Ландау в разложении свободной энергии по степеням Р и оценена ветичина Ps Значение спонтанной поляризации насыщения составило 2 7 цС/сш2 Малая величина константы Кюри характерна для фазового перехода типа порядок-

беспорядок В работе [7] проведены рентгеноструктурные и нейтронографические исследования структуры монокристалла в

диапазоне температур or 20 °С до 600 °С Пространственная симметрия параэлектрической фазы была определена как P3j21 Для сегнетоэлектрической фазы была определена пространственная симметрия

В главе 2 описаны разработанные методики и экспериментальные установки с помощью которых были получены все экспериментальные результаты, представленные в диссертации

В разделе 2.1 приведена методика изготовления образцов подготовка поверхности и режимы напыления металлических электродов

В разделе 2.2 приведено описание автоматизированной установки для исследования пироэлектрических свойств в диапазоне температур 20-700 °С

Для наиболее достоверною определения температурной зависимости спонтанной поляризации и пирокоэффициента в данном исследовании был выбран метод квазистатических пироэлектрических измерений, состоящий в регистрации и интегрировании пиротока, возникающего при нагреве предварительно монодоменизированного образца с постоянной скоростью Величина пирозаряда, протекшего в цепи образца в процессе его нагревания до температуры Кюри отнесенная к площади образца, в этом случае является искомой величиной спонтанной поляризации При достаточно малых скоростях нагревания можно достигнуть высокой однородности температуры в образце что позволяет получить достоверную информацию о температурной зависимости пирокоэффициента и спонтанной поляризации как вблизи комнатной температуры, так и в районе фазового перехода Разработанная схема измерения малых токов обладала малым входным

сопротивлением по сравнению с типичными сопротивлениями образцов при

температурах в районе 500 °С (>5 МП) Это позволило практически исключить влияние проводимости образцов при повышенных температурах на результаты пироэлектрических измерений Измерения проводились в широком диапазоне скоростей нагрева от 0 01 до 0 2 K/s За счет применения оригинального фоторезистивного преобразователя медленно меняющегося тока в цепи образца в переменное напряжение удалось обеспечить чувствительность по току на уровне шума ~3 рА при времени измерения 0 1 с и входном сопротивлении 75 Изменение поляризации определялось цифровым интегрированием пиротока по времени Малая систематическая ошибка измерения тока позволяла проводить интегрирование на промежутках времени порядка нескольких часов без накопления существенной ошибки в значении пирозаряда

Температуры в диапазоне 20 -700 °С создавались с помощью печи сопротивления, управляемой пропорциональным интегрирующе-дифференцирующим терморегулятором, позволяющим как стабилизировать температуру, так и осуществлять изменение температуры с заданной скоростью (от 0 01 до 0 2 K/s) Температура измерялась с помощью термопары хромель-алюмель, сигнал с которой усиливался низкошумящим термопарным усилителем и преобразовывался в цифровую форму 16-ти разрядным АЦП При обработке данных в цифровом виде учитывалась градуировочная таблица термопары Разрешающая способность по температуре составляла 0 05 К, а абсолютная точность 0 5 К

В разделе 23 описана методика для исследования процессов переключения спонтанной поляризации под действием электрических полей до 300 kV/cm в интервале температур от 20 до 200 °С на образцах толщиной ~0 5 mm На рис 1 представлена блок-схема разработанного для этого высоковольтного гистерезиографа

Применение разработанного высоковольтного транзисторного ключа позволяло, кроме медленно меняющихся напряжений создавать прямоугольные импульсы амплитудой до 12 kV со скоростью нарастания 30 Выбранный метод

изоляции кристаллодержателя с помощью кремний-органических компаундов, с одной стороны, позволял достигнуть достаточной электропрочности и высокого

Рис. 1 Блок-схема высоковольтного гистерезиографа

сопротивления, а с другой стороны, не вызывал механических напряжений в образце при изменении температуры от 20 до 200 °С.

В разделе 2.4 описана методика для исследования процессов переключения в установившемся режиме и в режиме одиночных импульсов электрического поля напряженностью до 15 kV/cm с переменной скважностью при температурах до 700 °С. За счег премснения разработаноого мостового полупроводникового коммутатора полярности методика позволяла формировать произвольные программно заданные последовательности положительных и отрицательных прямоугольных импульсов напряжения с длительностями в пределах от 30 до до 10 б. Максимальное напряжение на образце составляло а в закрытом состоянии коммутатора не превышало

1 V. Время включения поля при емкости нагрузки 300 pF было менее 0,3 ДО.

В разделе 2.5 описана методика статических пьезоэлектрических измерений, созданная на базе широкополосного электрометрического усилителя.

В главе 3 приведены результаты исследования пироэлектрического эффекта и определения температурной зависимости спонтанной поляризации кристалла LaBGeO5. При детальном исследовании процессов переключения спонтанной поляризации важно знать точную температурную зависимость спонтанной поляризации, так как с ее помощью можно определить процент переключаемой поляризации при данных условиях. В данном исследовании

величина спонтанной поляризации измерялась методом квазистатических пироэлектрических измерений На рисунке 1 изображены температурные зависимости протекающего в цепи образца тока при его нагревании с постоянной скоростью 015 K/s, соответствующие разным величинам поля предварительной монодоменизации Ер Монодоменизация осуществлялась при охлаждении образца через точку фазового перехода до комнатной температуры в постоянном электрическом поле Ер На рис 1 хорошо видно резкое возрастание пиротока в точке фазового перехода до -80 пА, тогда как в районе комнатной температуры пироток составляет -300 рА, что видно на вставке к рис 1b Знак пиротока, как видно из рис la, lb, определяется знаком поля предварительной поляризации, это соответствует противоположным направлениям вектора спонтанной поляризации в кристалле Выше точки фазового перехода ток резко падает, чго отвечает переходу в параэлектрическую фазу, однако, как видно из рис 1а, даже при температурах существенно выше в цепи образца остается ток заметной величины, имеющий предположительно электретную природу и не зависящий от скорости нагревания Как видно из сравнения рис 1а и рис lb, величина этого тока возрастает при увеличении поля предварительной поляризации, а направление определяется знаком Ер Для пироэлектрических измерений существенно, что паразитный ток может быть уменьшен в результате длительного отжига образца в парафазе, а также путем снижения поля предварительной поляризации. При этом необходимо, что бы, с одной стороны, поле предварительной поляризации было достаточно велико для полной монодоменизации кристалла при охлаждении через точку фазового перехода, с другой стороны, оно должно быть достаточно мало, чтобы не вызывать впоследствии повышенного электретного тока при измерениях Как показали дальнейшие измерения, монодоменизация образца достигается в малых полях -10 V/cm Из рис lb видно, что при монодоменизации нолем напряженностью 7 V/cm паразитный ток практически отсутствует, следовательно, можно предположить, что заряд, протекающий в цепи образца, определяется лишь изменением спонтанной поляризации кристалла. Из температурной зависимости пирозаряда при учете площади образца была найдена температурная зависимость пирокоэффициентар(Т) (рис

2 ) и температурная зависимость спонтанной поляризации, приведенная на рис

3 Видно, что величина р в широком интервале температур до -300 °С лежит в пределах 2-3 Зависимость PS(T) имеет вид, характерный для фазовых переходов второго рода Величина спонтанной поляризации при

комнатной температуре составляет 4 15 цС/ст Отметим, что эта величина существенно отличается как от полученной в [4], так и от представленной в [6]

Рис 2 Температурные зависимости протекающего в цепи образца тока при его нагревании с постоянной скоростью 015 K/s соответствующие разным величинам и направчеииям поля предварительноимонодоменизации Fp

Рис 3 Температурная зависимость пирокоэффициента р(Т) и спонтанной почяризации в LEGO

Методом аппроксимации полученной экспериментальной температурной зависимости спонтанной поляризации выражением, следующим из феноменологической теории фазовых переходов второго рода Ландау в диапазоне температур (1с 16 К Тс) были получены соотношения коэффициентов (Ми = (9 5+0 Ч) 10 8 едСвЗЕ, /а = (1 13+001) 10 14 ед СОЗБ Здесь а, Р и у постоянные коэффициенты в разложении термодинамического

потенциала вида Р = — {Т— Т^Р1+ Коэффициент а ранее

определялся по данным измерения диэлектрической проницаемости при Т>ТС а_4я'С В соответствии с [6] С=3600 К и а= 3 49 10 3 К 1 Таким образом, поучено Р=3 32 Ю"10ед СвБЕ, у=3 94 10 17 ед СвЧЕ

В таблице представлены величины измеренных статическим методом независимых пьезомодулей в кристалле ЬаВ0е05 при комнатной температуре.

Видно, что по порядку величины пьезоэффект в ЬВОО близок к пьезоэффекту кварца.

В главе 4 приведены результаты исследования процессов переключения спонтанной поляризации в монокристалле в диапазоне температур 20

°С-200°С.

В данной работе впервые удалось установить возможность переключения спонтанной поляризации в монокристаллах в районе

комнатной температуры. Исследование петель гистерезиса вблизи комнатной температуры проводились в повышенных электрических полях напряженностью до 300 кУ/сш, медленно меняющихся во времени. Частота повторения триангулярных колебаний напряженности электрического поля изменялась в диапазоне от 0.05 до 1 Ш. При повышении температуры коэрцитивное поле уменьшается и насыщенные петли гистерезиса наблюдаются на частоте 0.1 Иг в поле амплитудой 200 кУ/сш (рис. 4 ).

На рис. 5 приведены зависимости коэрцитивного поля от температуры для разных частот. Сплошные линии на рис. 5 - графики функций вида Ес=Еоехр(-Т/То). Для частоты 0.1 Н найдено Ео=200 ку/ст, Та=40 "С. Коэрцитивное поле достигает 180 кУ/сш, что близко к коэрцитивным полям «жестких» сегнетоэлектиков, таких как ниобат лития и танталат литая конгруэнтного состава. Вид температурной зависимости коэрцитивного ноля указывает на то, что не существует характерной температуры «замерзания» доменной структуры, ниже которой коэрцитивное поле резко возрастает. В действительности коэрцитивное поле экспоненциально возрастает с понижением температуры.

Для более детального исследования кинетики переключения спонтанной поляризации в монокристалле ЬВОО были исследованы также процессы переключения под действием прямоугольных импульсов поля до 200 кУ/сш с

фронтом нарастания менее 1 ця в интервале температур 20 °С -120 °С

На рис 6 представлены временные зависимости тока переключения, полученные в этом режиме для разных величин поля в импульсе при температурах 33 "С и 120 °С Перед каждым измерением образец подвергался монодоменизации в электрическом поле 220 кУ/сш обратного знака в течение № Особенностью процессов переключения в исследуемом интервале температур является зависимость формы импульса тока переключения от величины приложенною электрического поля Как видно из рис 6, в малых полях 20 - 40 кУ/сш наблюдается колоколообразная форма импульса, характерная для модельных сегнетоэлектриков При повышении поля осуществляется плавный переход к монотонно убывающей временной зависимости тока переключения Примечательно, что при изменении температуры при одном и том же значении электрического поля форма импульса остается практически неизменной Это иллюстрирует рис 7, где представлены импульсы тока переключения, измеренные в поле 55 кУ/сш при разных температурах от 33 °С до 120 "С Видно, что длительность импульса тока меняется на четыре порядка от 300 с до 0 03 с, при этом его форма не изменяется Интересной особенностью импульсов, представленных на рис 7, является наличие пика в самом начале процесса Обычно подобный пик объясняют зарядом емкости образца при включении электрического поля В данном случае, как видно из рис 7, длительность начального пика может достигать единиц секунд, что несравнимо больше времени заряда емкости и установления поля Существенно, что модель Ишибаши, разработанная

для однородного кристалла, не описывает появление начального пика на временной зависимости тока переключения Для описания экспериментальных данных необходимо предположить неоднородность кристалла, выражающуюся в различных вероятностях зарождения доменов в разных точках Наиболее простой случай такой неоднородности - это предположение о существовании в

а)

120 С

11- 83 кУ/ст 10- 69 кУ/ст 9- 61 кУ/ст 8- 56 кУ/ст 7- 52 кУ/ст

6- 48 кУ/ст 5- 40 кУ/ст 4- 35 кУ/ст 31 кУ/ст 2- 26 кУ/ст 1- 22 кУ/ст

Ь)

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 те

1, в

Рис 6 Временные зависимости тока переключения дм разных ветчин центрического поля в гшпупьсе при температурах 120 "С (а) и 33 "С (Ь)

кристалле областей, где зародышеобразование невозможно и переключение

идет только за счет движения доменных стенок и областей, в которых

зародышеобразование имеет постоянную, не равную нулю вероятность

Предположим, что в кристалле имеется N одинаковых (что также является

идеализацией) центров возможного зародышеобразования Следуя работе [2],

Рис 7 Импульсы тока переключения измеренные в поле 55кУ/еш приразных температурах от 33 °С до 120 °(

можно в этом случае записать зависимость количества возникающих зародышей от времени (без учета поглощения центров зародышеобразования растущими доменами) в виде Предположим также, что центры

зародышеобразования пространственно не перекрываются Это значит, что общая площадь, на которой возможно зародышеобразование выражается как - начальная площадь зародыша, определяемая начальным радиусом го Доля площади кристалла, где зародышеобразование возможно, выражается

параметром

Для зависимости изменения поляризации от времени,

следуя основному подходу, разработанному в [1], было предложено следующее выражение АР(/) = 2Р,.]}-ехр(-Л(/))],

ЛИ) =

ке

где скорость

V ну?

(1)

доменной стенки, с - форм-

фактор домена (с=2 в случае квадратного домена) Можно показать, что в случае у=1 (1) переходит в выражение для Л(1;), эквивалентное по форме

следующему из модели Ишибащи [3], а в случае у=0 - в выражение, следующее из модели Видера [2] Выражение для тока переключения, полученное из (1) с разными параметрами 7 и к,, позволяет описать обнаруженные качественные особенности процессов переключения, наблюдаемых в ЬБОО в интервале температур 20-200 "С в широком диапазоне напряженности поля.

Зависимость логарифма обратного времени переключения от обратной темперагуры для разных полей в интервале 70 -210 кУ/сш, в диапазоне температур 33-120 °С имела линейный характер, что свидетельствовало о

выполнении закона Аррениуса вида г,1=Т0 'ехр^—с энергией активации ^ -0.86еГ.

В главс 5 рассмотрены особенности процессов переключения спонтанной поляризации в монокристалле в интервале температур от

200 °С до 53О°С При температурах выше 350 °С на кинетику переключения оказывает существенное (или даже определяющее) влияние начальное состояние образца, определяемое его предысторией Иными словами, температура и напряженность электрического поля не являются единственными параметрами, определяющими кинетику переполяризации кристалла в постоянном метрическом поле, поэтому для получения высокой повторяемое! и результатов необходимо зафиксировать некоторое «стандартное» начальное состояние образца Для выяснения полевой и температурной зависимостей времен и максимальных токов переключения в качестве начального состояния было выбрано состояние установившегося (стационарного) переключения, при котором спонтанная поляризация монокристалла переключалась под действием прямоугольных импульсов электрического поля чередующейся полярности, фиксированной длительности и частоты повторения При достаточно длительном воздействии переменного электрического поля указанных параметров форма импульсов тока переключения постепенно приходила к некоторой установившейся, не изменяющейся от импульса к импульсу форме, а заряд переключения возрастал до значения, отвечающего величине спонтанной поляризации при данной температуре Наиболее быстрое достижение стационарности процесса переключения достигалось при высоких температурах порядка 400-500 °С, поэтому при измерениях в стационарном режиме переключения температура постепенно понижалась от ~500 °С до температуры измерения, при этом образец оставался под воздействием импульсов переменного электрического

поля В температурном диапазоне 185 -400 °С при напряженности поля 10 кУ/сш в стационарном режиме с частотой следования импульсов 5 Иг времена переключения изменялись от 800 ш до 150 цэ, причем, в интервале температур 185-360 °С температурная зависимость времени переключения подчинялась закону Аррениуса с энергией активации 0 8 е У При температурах выше 400 °С наблюдалась «классическая» полевая зависимость параметров переключения в малых полях выполняется существенно нелинейная зависимость вида

при увеличении поля наблюдается переход к зависимости, близкой к линейной, вида = С0П51 £0)16 Поле активации,

полученное из (5 3), при 400 °С составляет 11 кУ/сш, а при повышении температуры меняется слабо (12 кУ/сш при 470 "С и 8 5 кУ/сш при 500 °С)

Нами обнаружено, что существенной особенностью процессов переключения в монокристалле 1ВОО при температурах выше 250 °С является частотная зависимость параметров переключения, наблюдаемая в области низких, порядка 1 Иг, частот при установившемся процессе переключения На рис 8 приведены зависимости формы импульса тока переключения от частоты следования импульсов приложенною электрическою поля напряженностью 5 кУ/сш при температуре 400 °С для двух значений скважности д - отношения длительности импульса к полупериоду а) q=0 8 б) ц-0 08 На вставках к рисункам показана форма импульсов приложенною поля В обоих случаях видна четкая тенденция замедления переключения с уменьшением частоты следования импульсов, причем, при скважности 0 8 эта зависимость выражена резче Для одной частоты и разной скважности переключение идет тем медленнее, чем больше длительность импульсов приложенного электрического поля

При исследовании нестационарных процессов переключения была выявлена зависимость формы импульсов тока переключения от предыстории образца Для выяснения этой зависимости были проведены эксперименты с различным начальным состоянием образца монодоменным и полидоменным В случае монодоменною начального состояния эксперимент проводился следующим образом Сначала образец находился в переменном электрическом поле прямоугольных импульсов амплитудой 5 кУ/сш длительностью 80 ms и частотой повторения 5 Иг достаточно долгое время для достижения установившегося режима переключения, при котором амплитуды положительного и отрицательного импульсов тока переключения равны Далее,

Рис 8 Зависимости формы импучьса тока переключения от частоты следования импульсов приложенного электрического поля напряженностью 5 kV/cm при температуре 400 "Сдчя двухзначений скважности q - отношения длительности импульса к полупериоду a) q-0 8б) q-0 08 На вставке - форма импучьсов приложенного электрического поля

последовательность импульсов прерывалась так, чтобы образец оставался в монодоменном состоянии в течение 40 минут в замкнутой цепи Затем,

включалось переменное поле тех же параметров и записывались токи и заряды переключения для нескольких первых импульсов Подготовка образца и измерения проводились при температуре 400 °С Результаты измерений отражены на рис 9, цифры на рисунке обозначают порядковый номер импульса с момента включения поля На вставке представлены временные зависимости электрического поля и заряда переключения Хорошо видно, что первый импульс гока переключения (кривая 1), соответствующий переключению из начальною монодоменного состояния в состояние с противоположным направлением спонтанной поляризации имеет наименьшую амплитуду и наибольшее время переключения по отношению к последующим Второй импульс, соответствующий возврату в начальное состояние, напротив, имеет максимальную амплитуду Для следующих импульсов наблюдается тенденция к снижению амплитуды положительного и увеличению амплитуды отрицательного импульса до тех пор, пока их форма не становится одинаковой (что соответствует установившемуся процессу переключения) Иная ситуация наблюдается, когда начальное состояние образца полидоменное Для фиксации начального состояния, как и в первом случае, образец сначала

Рис 9 Первые импульсы тока переключения при температуре 400 °С в электрическом note 5KB/СМпосле выдержки образца LaBGeOs в монодоченном состоянии в течении 40 мин Цифры на рисунке - порядковый номер импульса с момента включения поля Вставка временная зависимость приложенного электрического поля изаряда переключения

выдерживается в переменном электрическом поле до достижения установившегося режима переключения Далее, амплитуда переменного поля за время -10 с снижалась до нуля Результатом являлось полидоменное состояние с нулевой средней спонтанной поляризацией Степень деполяризации проверялась по отсутствию пироэффекта в этом состоянии После выдержки образца в полидоменном состоянии в течении 40 минут (при температуре 400 °С) включалось импульсное поле тех же параметров, что и в первом случае, и измерялись заряды и токи переключения для нескольких первых импульсов (рис 10) Здесь, первое переключение из полидоменного в монодоменное состояние (кривая 1) существенно замедлено, а для последующих импульсов тока переключения характерно наличие двух компонент - "быстрой" и "медленной", что особенно четко видно для третьего и четвертого импульсов, имеющих два максимума тока Для последующих импульсов (17 и 18 на рис 3) видна тенденция к "нормализации" формы, т е постепенному стремлению формы импульса тока к колоколообразной, наблюдаемой при установившемся процессе переключения Наблюдаемые аномальные формы импульсов тока переключения, по-видимому, свидетельствуют о наведенной неоднородности,

2т -,10

---1-■-1-■-1

0 12 3

*, тэ

Рис 10 Первые импучьсы тока переключения при температуре 400 "С в электрическом поле 5 после выдержки образца ¡аВСеО^ вэлектрически

деполяризованном состоянии в течении 40 мин Цифры и вставка - то же что и на рис 9

возникшей в кристалле или приэлектродных областях в результате пребывания в начальном полидоменном состоянии. Эффекты памяти начального доменного состояния при последующем переключении кристалла могут быть объяснены возникновением некоторых эффективных внутренних полей, действие которых суммируется с действием приложенного поля, что обусловливает изменение кинетики переключения. Величина этого поля зависит от времени выдержки кристалла в определенном состоянии доменной структуры, кроме того, внутреннее поле может быть существенно неоднородным, то есть менять знак на расстояниях порядка среднею размера доменов, что подтверждают эксперименты по переключению из начального полидоменного состояния. Природа внутреннего поля связана с неидеальностью кристалла: наличием дефектов в кристаллической решетке, каких-либо неоднородностей, а также конечностью размеров кристалла. В данной работе рассматривались две описанные в литературе модели возникновения внутреннего поля. В работах [8, 9], предполагается наличие под электродами тонких несегнетоэлектрических слоев с малой диэлектрической проницаемостью спонтанная поляризация в которых отсутствует В этом случае величина внутреннего поля определяется

выражением - толщина слоев, - толщина кристалла), а

динамика его изменения обусловлена экранированием связанных зарядов спонтанной поляризации на поверхности раздела сегнетоэлектрик - диэлектрик свободными зарядами, инжектированными из электродов через диэлектрический зазор или зарядами проводимости Природа внутреннего поля, рассматриваемая в модели, развитой в работах [10, 11], состоит в наличии в объеме кристалла областей, спонтанная поляризация в которых зафиксирована точечными дефектами кристаллической решетки или обусловливается присутствием включений, обладающих дипольным моментом Простым примером таких включений являются рассмотренные в работе [11] электрические диполи, образованные кислородной вакансией и примесным ионом никеля в перовскитовой структуре. Предполагается термоактивационный механизм релаксации диполнного момента включения к направлению спонтанной поляризации сегнетоэлектрика, обусловливающий кинетику релаксации внутреннего поля. Закон релаксации внутреннего поля в работе [11] принимается в виде Ет - ехр^/г,). Закон релаксации внутреннего поля

в ЬБОО был определен из частотных зависимостей параметров переключения, представленных выше. При температуре 400 °С и д=0.8 из данных,

представленных на рис. 8, были определены два времени, характеризующие процесс релаксации внутреннею поля. Величина характерных времен ц и Т2 при температуре 400 °С составляет соответственно 0.1 с и 3 с. Измерения, проведенные с термически деполяризованным начальным состоянием образца, свидетельствуют о наличии времен релаксации порядка десятков минут.

Основные результаты и выводы.

1. Разработана и изготовлена установка для квазистатических пироэлектрических измерений в диапазоне температур 20 °С - 700 °С на образцах с пониженным электросопротивлением (~1 МОт), позволяющая исключить влияние токов проводимости на результаты пироэлектрических измерений.

2. Разработана и изготовлена установка для исследования переключения спонтанной поляризации сегнетоэлектрических кристаллов под действием высоковольтных импульсов амплитудой до 12 kV и медленно меняющихся напряжений произвольной формы амплитудой до 12 kV в интервале температур 20 °С - 200 °С.

Ч Определена температурная зависимость пирокоэффициента и спонтанной поляризации в высокотемпературном сегнетоэлектрике методом

квазистатических пироэлектрических измерений. Определены коэффициенты Ландау фазового перехода второго рода. Обнаружена возможность создания устойчивого монодоменного состояния кристалла путем охлаждения через фазовый переход в малом -10 V/cm электрическом поле.

4 Впервые показана возможность переключения спонтанной поляризации под действием электрического поля в LBGO в окрестности комнатной температуры 20 °С - 200 °С Обнаружено экспоненциальное нарастание коэрцитивного поля от 20 kV/cm до 180 kV/cm при понижении температуры в интервале от 20 °С до 200 °С

5. Обнаружено изменение времени переключения более чем на четыре порядка в интервале температур от 20 °С до 120 °С и более чем на три порядка в интервале попей от 20 kV/cm до 200 ку/cm Показано, что изменение температуры в указанном интервале не влияет на формфактор кривой тока переключения. Обнаружено качественное изменение вида временной зависимости тока переключения при увеличении электрического поля от классической куполообразной, при малых полях, до монотонно убывающей в полях, больших 70 kV/cm.

6 Предложена модель зародышеобразования, учитывающая сущее гвование в кристалле центров зарождения доменов занимающих определенную долю площади кристалла С помощью предложенной модели, следуя теории Колмогорова - Лврами - Ишибаши качественно объяснены формы импульсов тока переключения, наблюдаемых в монокристалле LRGO в интервале температур 20 °С - 120 °С

7 При температурах выше -200 °С обнаружена зависимость параметров переключения от частоты и скважности приложенного электрического поля в установившемся режиме переключения, а также явления стабилизации доменной структуры при выдерживании кристалла в монодоменном и деполяризованом состояниях В рамках существующих моделей определены времена релаксации внутреннего поля

8 Статическим методом измерены шесть независимых пьезомодулей в монокристалле LBGO

Содержание работы полностью отражено в следующих опубликованных работах

1 Милов L В, Струков Б А Пироэлектрический эффект и спонтанная поляризация в высокотемпературном сегнетоэлектрике I aBueO5 Ф ГТ, 43, 495(2001)

2 Milov Е V , Strukov В A and Milov V N Spontaneous polanzation and domain reversal in new ferroelectric LaBGeO«; Perroelectncs, 269, 15 (2001)

3 Milov Е V, Milov V N , Strukov В A Anomalous "fatigue" effect in high-temperature ferroelectric crystal LaBGeOs Ferroelectncs, 61, 205 (2004)

4 Милов Е В , Милов В Н , Струков Б А Частотная зависимость параметров переключения в монокристалле в окрестности высокотемпературного фазового перехода Изв РАН сер физ, 68, 963 (2004)

5 Milov Е V , Strukov В A and Milov V N Spontaneous polarization and domain

reversal in new ferroelectric LaBGeOs Abs book of the 10th IMF, 3-7 Sep Madrid, Spain, 2001

6 Милов Е В , Милов В Н , Струков Б А Исследование прцессов

переполяризации в новом высокотемпературном сегнетоэлектрике LaBGeOs Тезисы докладов семинара памяти В М Рудяка «Процессы переключения в сегнетоэлектриках и сегнетоэластиках» с 20, 18-20 сентября.Тверь, 2002

7 Milov F V , Milov V N , Strukov В A Anomalous "fatigue" effect in high-

temperature ferroelectric crystal LaBGeO5, J of Conf, 10th EMl-, 3-8 Aug Cambridge, United Kingdom 2003

8 Milov F V , Milov V N , Strukov В A Frequency dependence of switching

parameters in LaBGeOs crystals in the region ofthe high-temperature phase transition Abstracts of fourth international seminar on ferroelastices physics с 78, 15-18 сентября, Воронеж, 2003

9 Митов F В , Милов В Н , Струков Б А Спонтанная поляризация и

пьезоэффект в новом высокотемпературном сегнетоэлектрике I^aBGeOs Материалы Международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения» Москва, с 65, МИРОА, 26- 29 ноября, 2003

10 Милов Е В , Милов В Н Струков Б А Особенности процесса переполяризации в новом сегнетоэлектрике I aBGeO5 Сборник докладов международного научно-практического семинара «Сегнетоэтектрические материалы», с 5, Ьслоруссия Минск 28 29 апреля, 2004

Цитируемая литература

1 Колмогоров АН , К статистической теории кристаллизации металлов, Изв

АН СССР, сер мат, 3,355 (1937)

2 Wieder Н Н, Model for switching and polarization reversal in colemanite, J Appl

Pys, 31,180(1960)

3 Ishibashi Y and Takagi Y , Note on ferroelectric domain switching, J Phys Soc

Japan, 31, 506(1971)

4 Стефанович С Ю, Милль Б В, Бугашин A B, Ceгнетоэлектричество и

фазовые переходы в стилвеллите LaBGeOs Кристаллография, 37, 965 (1992)

5 Uesy Y, Horiuchi N, Osakabe Е, Omon S, Strukov ВА, On the Phase Transition of New Ferroelectric LaBGeO5 J Phys Soc Jap, 62,2522 (1993)

6 Onodera A , Strukov В A , Belov A A , larasktn S A, Haga H, Yamashita Н ,

Uesu Y, Thermal and Dielectric Properties of a New Ferroelectric I aBGeO5, J Phys Soc Jap,62,4311 (1993)

7 Belokoncva F L, David W I l- , Forsyth J В , Knight К S , Structural aspects ofthe

530 °C phase transition in LaBGeO5, J Phys Cond Matter, 9, 3503 (1997)

8 Shur V Ya Kinetics of polarization reversal in normal and relaxor ferroelectrics

relaxation effects Phase transitions, 65,49 (1998)

9 Shur V Ya, Rumyantsev F I , Nikolaeva E V, Shishkin r I, Fursov D V ,

Batchko R, Fyres L Fejer M, Byer R, and Smdel J, Formation of self-organized nanoscale domain patterns during spontaneous backswitching in hthrum mobate Ferroelectncs 253,105(2001)

10 Robels U, Calderwood J H and Arlt G, Shift and deformation of the hysteresis curve of ferroelectncs by defects An electrostatic model J Appl Phys , 77 4002 (1995)

11 Lohkamper R , Neumann H, Arlt G, Internal bias in acceptor-doped BaTKta ceramics Numerical Fvaluation of increase and decrease, J Appl Phys, 68 4220,(1990)

ООП Физ ф-та МГУ Заказ 14 100-0-5

Of 0¿f

I

¡

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Современные представления о механизме процессов переключения спонтанной поляризации в модельных сегнетоэлектриках (ВаТЮз, ТГС, LiNbOa)

1.2. Структура и свойства кристалла LaBGeOs.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ.

2.1. Образцы.

2.2. Методика для исследования пироэлектрических свойств.

2.3. Методика для исследования процессов переключения в высоких электрических полях до 300 kV/cm.

2.4. Методика для исследования процессов переключения в установившемся режиме и в режиме одиночных импульсов с переменной скважностью.

2.5. Методика исследования пьезоэффекта статическим методом.

ГЛАВА 3. ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, СПОНТАННАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ И ПЬЕЗОЭФФЕКТ В МОНОКРИСТАЛЛЕ LaBGeOs.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СПОНТАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ КРИСТАЛЛА I^aBGeOs В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР 20 °С - 200 °С.

ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СПОНТАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ КРИСТАЛЛА LaBGeOs В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР ОТ 200 °С ДО 530 °С.

Актуальность работы

Интерес исследователей к процессам переключения спонтанной поляризации в сегнетоэлектриках под действием электрического поля возник в начале пятидесятых годов и не ослабевает по сегодняшний день. Предприняты многочисленные попытки создать непротиворечивую теорию процессов переключения спонтанной поляризации и движения доменных границ в сегнетоэлектриках. В настоящее время сравнительно полное теоретическое описание этих процессов существует только для модельных сегнетоэлектриков с малой величиной коэрцитивного поля, таких как ВаТЮз и ТГС. Однако, теория, описывающая процессы переключения в высококоэрцитивных (жестких) сегнетоэлектриках, таких как ЫЫЪОз, LiTa03, находится на стадии развития. В этом смысле исследование процессов переключения в монокристалле LaBGeOs имеет фундаментальное значение и представляет особый интерес, так как в районе 20 °С кристалл демонстрирует поведение «жестких» сегнетоэлектриков, а при повышении температуры величина его коэрцитивного поля плавно уменьшается и при высоких температурах ~400 -500 °С обнаруживаются особенности процессов переключения, во многом сходные с наблюдаемыми на модельных сегнетоэлектриках, таких как ВаТЮз и ТГС. В последние годы интерес к проблеме усилился в связи с открытием многих прикладных направлений применения сегнетоэлектрических материалов. Так, ведется работа по созданию устройств энергонезависимой памяти на сегнетоэлектриках [84]. В связи с этим становится актуальным исследование кинетики переполяризации в различных сегнетоэлектрических кристаллах и тонких пленках. Развивается направление, названное «доменной архитектурой», состоящее в создании искусственных доменных структур для некоторых практических применений. Примером устройств, в которых применяется искусственно созданные периодические доменные структуры, могут служить удвоители частоты света, построенные на принципе искусственного волнового квазисинхронизма. Наиболее распространенным методом получения таких доменных структур является метод переключения спонтанной поляризации-под действием внешнего электрического поля [101105]. Поэтому по сегодняшний день актуальны исследования процессов стабилизации доменной структуры, эффектов экранирования, влияния примесей и дефектов кристаллической решетки, материалов электродов и процессов в области контакта электрод - кристалл на процесс переключения спонтанной поляризации. Монокристалл LaBGeOs может являться привлекательным объектом для создания устройств доменной архитектуры, так как он обладает устойчивой доменной структурой в интервале «рабочих» температур вблизи комнатной, а при повышенных температурах >~300°С спонтанная поляризация может быть переключена сравнительно малым электрическим полем.

Цели и задачи работы

Основной целью работы являлось исследование процессов переключения спонтанной поляризации в монокристаллах LaBGeOs под действием электрических полей напряженностью от ~1 до 300 kV/cm в широком диапазоне температур от 20 до 530 °С.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

Разработать и изготовить установку для квазистатических пироэлектрических измерений в диапазоне температур 20 °С - 700 °С на образцах с пониженным электросопротивлением (~1 МП), позволяющую исключить влияние токов проводимости на результаты пироэлектрических измерений.

Разработать и изготовить установку для исследования процессов переключения спонтанной поляризации сегнетоэлектрических кристаллов под действием высоковольтных импульсов амплитудой до 12 kV (метод Мерца) и медленно меняющихся напряжений произвольной формы амплитудой до 15 kV в интервале температур 20 °С - 700 °С.

Определить температурную зависимость пирокоэффициента и спонтанной поляризации в высокотемпературном сегнетоэлектрике LaBGeOs (LBGO) методом квазистатических пироэлектрических измерений. Определить условия получения монодоменного состояния. Статическим методом измерить независимые пьезомодули в монокристалле LBGO.

Исследовать кинетику переключения спонтанной поляризации в монокристаллах LaBGeOs под действием импульсных и медленно меняющихся электрических полей напряженностью до 300 kV/cm в интервале температур от 20 до 200 °С и до 12 kV/cm в интервале температур 200 -530 °С.

Оценить применимость наиболее известных на сегодняшний день моделей, описывающих кинетику переключения спонтанной поляризации сегнетоэлектриков, для объяснения экспериментальных данных.

Объекты и методы исследования

Объектами исследования являлись монокристаллы LaBGeOs, выращенные методом Чохральского в проблемной лаборатории магнетизма физического факультета МГУ к.ф.-м.н Б.В. Миллем на установке Malvern MSR2. Образцы представляли собой пластинки, вырезанные перпендикулярно оси третьего порядка кристалла толщиной от 0.5 до 2 mm, площадью ~ 0.5 cm2. Большие грани образцов полировались алмазными порошками до оптического качества и покрывались металлическими электродами, состоящими из подслоя титана толщиной в 40 nm и слоя золота толщиной 1 цт. При проведении пьезоэлектрических измерений использовались срезы трех различных кристаллографических ориентаций.

Научная новизна

1. Определена температурная зависимость пирокоэффициента и спонтанной поляризации в высокотемпературном сегнетоэлектрике LaBGeOs (LBGO) методом квазистатических пироэлектрических измерений. Определены коэффициенты Ландау фазового перехода второго рода. Обнаружена возможность создания устойчивого монодоменного состояния кристалла путем охлаждения через фазовый переход в малом —10 V/cm электрическом поле.

2. Впервые показана возможность переключения спонтанной поляризации под действием электрического поля в монокристаллах LaBGeOs в окрестности комнатной температуры 20 °С - 200 °С. Обнаружено экспоненциальное нарастание коэрцитивного поля от 20 kV/cm до 180 kV/cm при понижении температуры в интервале от 20 °С до 200 °С.

3. Обнаружено изменение времени переключения более чем на четыре порядка в интервале температур от 20 °С до 120 °С и более чем на три порядка в интервале полей от 20- kV/cm до 200 kV/cm. Показано, что изменение температуры в указанном интервале, не влияет на формфактор кривой тока переключения. Обнаружено качественное изменение вида временной зависимости тока переключения при увеличении электрического поля, от классической куполообразной, при малых полях, до монотонно убывающей в полях, больших 70 kV/cm.

4. Предложена модель зародышеобразования, учитывающая существование в кристалле центров зарождения доменов, занимающих определенную долю площади кристалла. С помощью предложенной модели, следуя теории Колмогорова — Аврами — Ишибаши, качественно объяснены формы импульсов тока переключения, наблюдаемых в монокристалле LBGO, в интервале температур 20 °С -120 °С.

5. При температурах выше ~200 °С обнаружена зависимость параметров переключения от частоты и скважности приложенного электрического поля в установившемся режиме переключения, а также явления стабилизации доменной структуры при выдерживании кристалла в монодоменном и деполяризованом состояниях. В рамках существующих моделей определены времена релаксации внутреннего поля.

6. Статическим методом впервые измерены шесть независимых пьезомодулей в монокристалле LBGO. *

Практическая значимость

Полученный комплекс данных по пироэлектрическим и пьезоэлектрическим свойствам исследованного кристалла предоставляет необходимую информацию для практического применения монокристалла LaBGeOs в качестве чувствительного элемента пиро- и пьезодатчиков.

Полученная информация о кинетике переключения спонтанной поляризации, устойчивости доменной структуры, условиях получения монодоменного состояния и процессах стабилизации доменной структуры открывают возможности применения кристалла LaBGeOs в устройствах доменной архитектуры. На основании проведенной работы сделан вывод о перспективности монокристалла LBGO для создания электроуправляемых нелинейнооптических устройств, пьезо и пиродатчиков.

Апуобаиия работы

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих всероссийских и международных конференциях:

- Международной конференции по сегнетоэлектричеству, Мадрид, Испания, 2001;

- Семинаре памяти В.М. Рудяка «Процессы переключения в сегнетоэлектриках и сегнетоэластиках», Тверь, 2002;

- Европейском совещании по сегнетоэлектричеству, Кембридж, Великобритания, 2003;

- Международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения», Москва, МИРЭА, 2003;

- Четвертом международном семинаре по физике сегнетоэластиков, Воронеж, 2003;

- Международном научно-практическом семинаре «Сегнетоэлектрические материалы», Белоруссия, Минск, 2004.

Публикаиии

По результатам работы опубликовано 4 статьи в российских и зарубежных реферируемых научных изданиях,^ также 6 тезисов докладов на всероссийских и международных научных конференциях.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, заключения и библиографии, содержащей 123 наименования. Общий объем 178 страниц, включая 91 рисунок и 5 таблиц.

Основные результаты и выводы.

1. Разработана и изготовлена установка для квазистатических пироэлектрических измерений в диапазоне температур 20 °С — 700 °С на образцах с пониженным электросопротивлением (~1 МП), позволяющая исключить влияние токов проводимости на результаты пироэлектрических измерений.

2. Разработана и изготовлена установка для исследования переключения спонтанной поляризации сегнетоэлектрических кристаллов под действием высоковольтных импульсов амплитудой до 12 kV и медленно меняющихся напряжений произвольной формы амплитудой до 12 kV в интервале температур 20 °С - 200 °С.

3. Определена температурная зависимость пирокоэффициента и спонтанной поляризации в высокотемпературном сегнетоэлектрике LaBGeOs методом квазистатических пироэлектрических измерений. Определены коэффициенты Ландау фазового перехода второго рода. Обнаружена возможность создания устойчивого монодоменного состояния кристалла путем охлаждения через фазовый переход в малом -10 V/cm электрическом поле.

4. Впервые показана возможность переключения спонтанной поляризации под действием электрического поля в LBGO в окрестности комнатной температуры 20 °С - 200 °С. Обнаружено экспоненциальное нарастание коэрцитивного поля от 20 kV/cm до 180 kV/cm при понижении температуры в интервале от 200 °С до.20 °С.

5. Обнаружено изменение времени переключения более чем на четыре порядка в интервале температур от 20 °С до 120 °С и более чем на три порядка в интервале полей от 20 kV/cm до 200 kV/cm. Показано, что изменение температуры в указанном интервале не влияет на формфактор кривой тока переключения. Обнаружено качественное изменение вида временной зависимости тока переключения при увеличении электрического поля, от классической куполообразной, при малых полях, до монотонно убывающей в полях, больших 70 kV/cm.

6. Предложена модель зародышеобразования, учитывающая существование в кристалле центров зарождения доменов, занимающих определенную долю площади кристалла. С помощью предложенной модели, следуя теории Колмогорова - Аврами - Ишибапга, качественно объяснены формы импульсов тока переключения, наблюдаемых в монокристалле LBGO в интервале температур 20 °С -120 °С.

7. При температурах выше -200 °С обнаружена зависимость параметров переключения от частоты и скважности приложенного электрического поля в установившемся режиме переключения, а также явления стабилизации доменной структуры при выдерживании кристалла в монодоменном и деполяризованном состояниях. В рамках существующих моделей определены времена релаксации внутреннего поля.

8. Статическим методом измерены шесть, независимых пьезомодулей в монокристалле LBGO.

9. На основании проведенной работы можно сделать вывод о перспективности монокристалла LBGO для реализации «доменной архитектуры» и создания электроуправляемых нелинейнооптических устройств, пьезо и пиродатчиков.

Заключение

Все экспериментальные результаты были получены на кафедре Общей физики и магнитоупорядоченных сред физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Основные результаты опубликованы в работах [114-124].

В заключение хочу выразить искреннюю благодарность научному руководителю проф. Борису Анатольевичу Струкову за постановку задачи, всестороннюю поддержку и постоянный интерес к моей работе. Я также очень благодарен Владимиру Николаевичу Милову за помощь и поддержку в работе, Антонине Михайловне Кадомцевой за внимание к моей работе, Борису Вениаминовичу Миллю за предоставленные монокристаллы и всем сотрудникам проблемной лаборатории магнетизма за теплое отношение и поддержку. Кроме того, я очень признателен Михаилу Борисовичу Кадомцеву за ценные теоретические дискуссии.

1. Merz W. J., Domain properties in ВаТЮЗ, Phys. Rev., 1952, V. 88, N. 2, p. 421-422

2. Merz W. J., Domain formation and domain wall motions in ferroelectric BaTi03single crystals, Phys. Rev., 1954, V. 95, N. 3, p. 690-698

3. Merz W. J., Switching time in ferroelectric ВаТЮЗ and its dependence on crystalthickness, J. Appl. Phys., 1956, V. 27, N. 8, p. 938-942

4. Pulvari C. F. and Kuebler W., Phenomenological Theory of Polarization Reversalin BaTi03 Single Crystals, J. Appl. Phys.1958 V. 29 N. 9 p. 1315-1320

5. Little E. A., Dynamic behavior of domain walls in barium titanate, Phys. Rev.,1955, V. 98, N. 4, p. 978-984

6. Stadler H. L, Ferroelectric switching time of ВаТЮз crystals at high voltages, J.

7. Appl. Phys., 1958, V. 29, p. 1485-1487

8. Miller R. C. and Savage A., Further experiments on the sidewise motion of 180°domain walls in BaTi03, Phys. Rev., 1959, V. 115,N. 5, p. 1176-1180

9. Stadler H. L. and Zachmanidis P. J., Nucleation and growth of ferroelectricdomains in BaTi03 at fields from 2 to 450 kV/cm, J. Appl. Phys., 1963, V. 34, N. 11, p. 3255-3260

10. R. C. Miller, On the origin of Barkhausen pulses in ВаТЮз, J. Phys. Chem. Solids,1960, V. 17, p. 93-100

11. Kinase W. and Takahashi H., On the 180°-type domain wall of ВаТЮз crystal, J.

12. Phys. Soc. Japan, 1957, V. 12, N. 5, p. 464-476

13. Жирнов В. А., К теории доменных стенок в сегнетоэлектриках, ЖЭТФ, 1958,

14. Т. 35, вып. 5, р. 1175-1180

15. Струков Б. А., Леванюк А. П., Физические основы сегнетоэлектрическихявлений в кристаллах, Москва, изд. Наука, 1983,240 с.

16. Холоденко Л. П., Термодинамическая теория сегнетоэлектриков типатитаната бария, Рига, изд. «Зинатне», 1971 ,224с.

17. Fatuzzo Е. and Merz W., Switching mechanism in triglycine sulfate and otherferroelectrics, Phys. Rev., 1959, V. 116, N. 1, p. 61-68

18. Chynoweth A. G. and Abel J.L., Built-in nucleation sites in triglycine sulfate, J.

19. Appl. Phys., 1959, V.30, N. 10, p. 1615-1617

20. Landauer R., Electrostatic considerations in ВаТЮз domain formation duringpolarization reversal, J. Appl. Phys., 1957, V. 28, N. 2, p. 227-234

21. Miller R. C. and Weinreich G., Mechanism for the sidewise motion of 180°domain wails in barium titanate, Phys. Rev., 1960, V. 117, N. 6, p. 1460-1466

22. Abe R., Theoretical treatment of the movement of 180° domain in ВаТЮз singlecrystal, J. Phys. Soc. Japan, 1959, V. 14, N. 5, p. 633-642

23. Fatuzzo E. and Merz W. J., Ferroelectricity, Amsterdam, North-Holland

24. Publishing Company, 1967,287p.

25. Nakamura Т., Possible mechanism of ferroelectric domain boundary movement, J.

26. Phys. Soc. Japan, 1954, V. 9, N. 3, p. 425-426

27. Nakamura Т., Kinematic theory of ferroelectric domain growth, J. Phys. Soc.

28. Japan, 1960, V. 15, N. 8, p. 1379-1386

29. Takahasi H., Nakamura Т., and Y. Ishibashi, Shape of nucleus domain anchoredto a screw dislocation in ferroelectric crystal, J. Phys. Soc. Japan, 1960, V. 15, N. 5, p. 853-859

30. Hayashi M., Kinetics of domain wall motion in ferroelectric switching. I. Generalformulation, J. Phys. Soc. Japan, 1972, V. 33, N. 3, p. 616-628

31. Hayashi M., Kinetics of domain wall motion in ferroelectric switching. П.

32. Application to barium titanate, J. Phys. Soc. Japan, 1973, V. 34, N. 5, p. 12401244x

33. Miller R. C., Some experiments on the motion of 180° domain walls in ВаТЮз,

34. Phys. Rev., 1958, V. 111, N 3, p 736-739

35. Chynoweth A. G. and Abel J.L., Polarization reversal by sideways expansion ofdomains in ferroelectric triglycine sulphate, J. Appl. Phys., 1959, V. 30, N. 7, p. 1073-1080

36. Донцова Л. И., Тихомирова Н. А., Булатова Л. Г., Дрогни В. И., Чеботарев А.

37. А., Шильников А. В., Шувалов Л. А., Зависимость характеристик переключения кристаллов ТГС от толщины, ФТТ, 1987,т. 29, вып.4

38. Тихомирова Н.А., Донцова Л.И., Гинзберг А.В., Чеботарев А.А., Шувалов

39. Л.А., Особенности процесса переполяризации тонких пластин кристалла ТГС, ФТТ, 1986, Т. 28, с.3319

40. Dontsova L.I., Tikhomirova N.A. and Shuvalov L.A., Investigation of domainstrukture and switching processin ferroelectrics by the liquid crystal method, Ferroelectrics, 1989, v.97, pp. 87-124

41. Донцова Л. И.,. Булатова Л. Г, Попов Э. С., Шильников А. В., Чеботарев А.

42. А., Тихомирова Н. А., Баранов А. И., Шувалов JL А., Закономерности динамики доменов в процессе переполяризации кристаллов ТГС, Кристаллография, 1982, Т. 27, вып. 2, с. 305-312

43. Донцова Л. И., Тихомирова Н. А., Булатова Л. Г., Попов Э. С., Шильников

44. А. В., Шувалов Л. А., Аномальное переключение доменов в кристаллах триглицинсульфата, Кристаллография, 1983, Т. 28. вып. 2, с. 388-391

45. Wieder Н. Н, Model for switching and polarization reversal in colemanite, J.

46. Appl.Pys., 1960, V.31,N. l,p. 180-187

47. AvramLM., Kinetics of phase change. 1 General theory, J. Chem. Phys., 1939, V.7, p.l 103-1112

48. Avrami M., Kinetics of phase change. 2 Transformation-Time Relations for

49. Random Distribution of Nuclei, J. Chem. Phys., 1940, V. 8, p.l 103-1112

50. Avrami M., Granulation, Phase Change and Microstructure. Kinetics of phasechange. 3, J. Chem. Phys., 1941, V. 9, p.l 103-1112

51. Husimi K., Phenomenological Theory of Ferroelectric Polarization Reversal, J.1. Phys. Soc. Jap,1970, V28

52. Fatuzzo E., Theoretical considerations on the switching transient in ferroelectrics,

53. Phys. Rev., 1962, V. 127, N. 6, p. 1999-2005

54. Gonzalez J., -Ibeas, A theoretical interpretation of the contour and symmetry ofxswitching transients in ferroelectric crystals, J. Appl. Phys., 1967, V. 38, N. 13, p. 5141-5148

55. White D. J., Models for Switching in Ferroelectrics, J. Appl. Phys., 1961, V. 32, p.1169

56. Ishibashi Y. and Takagi Y., Note on ferroelectric domain switching, J. Phys. Soc.

57. Japan, 1971, V. 31, N. 2, p. 506-510

58. Колмогоров A. H., К статистической теории кристаллизации металлов, Изв.

59. АН СССР, сер. мат., 1937, Т. 3, с. 355-359

60. Sekimoto К., Evolution of the domain structure during the nucleation and grownprocess with non-conserved order parameter, 1986, Physica, V. 137A, p. 328346.

61. Sekimoto K., The saddle-point configuration of the symmetric <p4 -model, 1986,1. V. 137A, p. 96-110.

62. Ohta Т., Enomoto Y., Kato R., Domain growth with time-dependent front velocityin one dimension, 1991, Phys. Rev. В, V. 43,N. 16, p. 13262-13268.

63. Кукушкин С. А., Осипов А. В., Термодинамика и кинетика начальныхстадий переключения в сегнетоэлектриках, 2001, ФТТ, т. 43, в. 1, с. 80-87

64. Кукушкин С.А., Осипов А.В., Кинетика переключения в сегнетоэлектриках,2001, ФТТ, т. 43, в. 1, с. 80-87

65. Кукушкин С. А., Осипов А.В., Кинетика переключения в сегнетоэлектрикахв области сильной метастабильности, 2001, ФТТ, т. 43, в. 2, с. 312-315

66. Кукушкин С.А., Захаров М.А., Кинетика переключения в сегнетоэлектрикахсегнетоэластиках, 2002, ФТТ, т. 44, в. 1, с. 2193-2203

67. Duiker Н. М. and Beale P. D., Grain-size effects in ferroelectric switching, Phys.

68. Rev. В., 1990, V. 41, N. 1, p. 490-495

69. Orihara H. and Ishibashi Y., A statistical theory of nucleation and growth in finitesystems, J. Phys. Soc. Japan, 1992, V. 61, N. 6, p. 1919-1925

70. Ishibashi Y. and Orihara H., Size Effect in Ferroelectric Switching, J. Phys. Soc.

71. Jap. 1992, V.61, N. 12, p. 4650-4656

72. Shur V. Ya, Rumyantsev E. L. and Makarov S. D., Kinetics of phasetransformations in real finite systems: application to switching in ferroelectrics, J. Appl. Phys., 1998, V. 84, N. 1, p. 445-451

73. Shur V. Ya., Kinetics of polarization reversal in normal and relaxor ferroelectrics:relaxation effects, Phase transitions, 1998, V. 65, pp. 49-72

74. Shur V. Ya, Rumyantsev E. L., Makarov S. D., Ponomarev N. Yu., Nikolaeva

75. E.V., and Shiskin E.I., How to learn domain kinetics from the switching current data, Integrated Ferroelectrics, 1999, V. 27, pp. 179-194.

76. Shur V. Ya. and Rumyantsev E. L., Kinetics of ferroelectric domain structureduring switching: theory and experiment, Ferroelectrics, 1994, V. 151, pp. 171180

77. Y. Ishibashi, Theory of Polarization Reversals in Ferroelectrics Based on Landautype free energy, J. Appl. Phys., 1992, Vol. 31, pp. 2822-2824.

78. C.L. Wang, L. Zhang, W.L. Zhong, P.L. Zhang, Phys. Lett. A., 1999, V. 254, pp.297.300

79. V. Gopalan and Mool C. Gupta, Origin of internal field and visualization of 180°domains in congruent LiTaCb crystals, J. Appl. Phys., 1996, V. 80, p. 6099

80. Gopalan V. and Mitchell Т. E., Wall velocities, switching times, and thestabilization mechanism of 180° domains in congruent ЬЛТаОз crystals, J. Appl. Phys., 1998, V. 83, N. 2, p. 941-954

81. Gopalan V., Mitchell Т., Furukawa Y., and Kitamura K., The role ofnonstoichiometry in 180° domain switching of LiNbOj crystals, Appl. Phys. Lett., 1998, V. 72, N. 16, p. 1981-1983

82. Kitamura K., Furukawa Y., Niwa K., Gopalan V. and Mitchell Т., Crystal growthand low coercive field 180° domain switching characteristics of stoichiometric LiTaOs, Appl. Phys. Lett., 1998, V. 73, N. 21, p. 3073-3075

83. Gopalan V., Mitchell Т. E., Sickafus К. E., Switching kinetics of 180° domains incongruent LiNbC>3 and LiTaCb crystals, Solid State Communications, 1999, V. 109,111-117

84. Gopalan V. and. Mitchell Т. E, In situ video observation of 180° domainswitching in LiTa03 by electro-optic imaging microscopy, J. Appl. Phys., 1999, V. 85, N. 4, p. 2304-2311

85. Gopalan V., Jia, Q. X. and Mitchell Т. E., In situ video observation of 180°domainkinetics in congruent LiNbC>3, Appl. Phys. Lett, 1999, V. 75, N. 16, p. 2482-2484

86. Kim S., Gopalan V., Kitamura K., Furikawa Y., Domain reversal andnonstohiometry in lithium tantalate, J. Appl. Phys., 2001, V. 90, N. 6,29492963

87. Shur V. Ya., Nikolaeva E. V., Shishkin E. I., Kozhevnikov V. L., Chernykh A. P.,

88. Terabe K. and Kitamura K., Polarization reversal in congruent and stoichiometric lithium tantalate, Appl. Phys. Lett., 2001, V. 79, N. 19, p. 31463148

89. Shur V. Ya., Rumyantsev E. L., Shishkin E. I., Nikolaeva E. V., Batchko R., Fejer

90. M., Byer R. and Mnushkina I., Domain kinetics in congruent and stoichiometric lithium niobate, Ferroelectrics, 2002, V. 269, p. 189-194

91. Shur V. Ya., Nikolaeva E. V., Shishkin E. I., Chernykh A. P., Terabe K.,

92. Kitamura K., Ito H., and Nakamura K., Domain shape in congruent and stoichiometric lithium tantalite, Ferroelectrics, 2002, V. 269, p. 195-200

93. Shur V. Ya., Rumyantsev E. L., Nikolaeva E. V., and Shishkin E. I., Formationand evolution of charged domain walls in congruent lithium niobate, Appl. Phys. Lett., 2000, V. 77, N. 22, p. 3636-3638

94. Ro J. H. and Cha M., Subsecond relaxation of internal field after polarizationreversal in congruent LiNbCb and ЫТаОз crystals, Appl. Phys. Lett, 2000, V. 77, N. 15, p. 2391

95. Иона Ф., Ширане Д., Сегнетоэлектрические кристаллы, Москва, изд. Мир,1965, 555с.

96. Miller R. С. and Savage A., Motion of 180° domain walls in metal electrodedbarium titanate crystals as function of electric field and sample thickness, J. Appl. Phys., 1960, V. 31, N. 4, p. 662-669

97. Shur V. Ya., Rumyantsev E., Nikolaeva E., Shishkin E. I., Batchko R., Miller G.,

98. Fejer M., and Byer R., Regular ferroelectric domain array in lithium niobate crystals for nonlinear optic applications, Ferroelectrics, 2000, V. 236, p. 129144

99. Shur V. Ya, Rumyantsev Е. L.,. Nikolaeva E. V, Shishkin E. I., Fursov D. V.,

100. Batchko R., Eyres L., Fejer M., Byer R., and Sindel J., Formation of self-organized nanoscale domain patterns during spontaneous backswitching in lithium niobate, Ferroelectrics, 2001, V. 253; p. 105-114

101. Shur V. Ya, KorovinaN.V. and Gruverman A.L., Time dependence of the internalfield in lead germanate, Sov. Phys. Tech. Phys., 1985, V.30, p.120

102. Shur V. Ya, Gruverman A.L., Korovina N.V., Orlova M.Z. and Sherstobitova

103. V., Spatial distribution of the internal field in lead germanate having different types of domain structure, Sov. Phys. Solid State, 1988, V. 30, p. 172

104. Shur V. Ya, Letuchev V. V., and Popov Yu. A., Changes in the domain structureof lead germanate single crystals, 1982, Sov. Phys. Sol. State, V. 24, p.1957

105. Фридкин B.M, Фотосегнетоэлектрики, Москва, изд. «Наука», 1979,264 с.

106. Shur V. and Rumyantsev E., Arising and Evolution of the domain structure inferroics, J. Korean Phys. Soc.,1998, V. 32, p. S727-S732

107. Shur V. Ya., Rumyantsev E. L., Nikolaeva E. V., Shishkin E. I., and Baturin I. S.,

108. Kinetic approach to fatigue phenomenon in ferroelectrics, J. Appl. Phys., 2001, V. 90, N. 12, p. 6312-6315

109. Shur V. Ya., Rumyantsev E. L., Nikolaeva E. V., Shishkin E. I., Baturin I. S., M.

110. Ozgul and C.Randall, Kinetics of fatigue effect, Integrated Ferroelectrics, 2001, V. 33, p. 117-132

111. Шур В. Я., Румянцев E. JI., Николаева E. В., Шишкин E. И., Батурин И. С.,

112. Кинетический подход к объяснению эффекта усталости в сегнетоэлектриках, ФТТ, 2002, Т. 44, вып. 11, с. 2049-2055,

113. Scott J.F., The Physics of Ferroelectric Ceramic Thin Films for Memory

114. Applications, Ferroelecrics Reviev, 1998,V. l,pp. 1-129

115. Каминский А. А., Милль Б. В., Белоконева Е. Л., Буташин А. В.,

116. Выращивали структура и спектроскопия кристаллов боргерманата лантана, LaBGeOs, Неорганические материалы, 1990, с. 1105-1107

117. Белоконева Е. Л., Милль Б. В., Буташин А. В., Каминский А. А., Полиморфизм соединений LnBGeOs, Неорганические материалы, 1991, Т.27, №8, с. 1700-1707

118. Kaminskii A. A., Butashin А. V., Maslyanizin I. A., Mill В. V., Mironov V. S.,

119. Rozov S. P., Sarkisov S.E., Shigorin V. D., Pure and Nd3+ -, Pr3+ Ion Doped Trigonal Acentric LaBGeOs Single Crystals, phys. stat. sol., 1991, V.125, c. 671

120. Стефанович С.Ю., Милль Б.В., Буташин A.B., Сегнетоэлектричество и фазовые переходы в стилвеллите LaBGeOs, Кристаллография, 1992, Т.37, вып. 4, с. 965-970.

121. Uesy Y., Horiuchi N., Osakabe E., Omori S., Strukov B. A., On the Phase Transition of New Ferroelectric LaBGeOs, 1993, J. Phys. Soc. Jap., V62, N. 7, pp. 2522-2523

122. Onodera A., Strukov B. A., Belov A. A., Taraskin S. A., Haga H, Yamashita H., Uesu Y., Thermal and Dielectric Properties of a New Ferroelectric LaBGeOs, J. Phys. Soc. Jap., 1993, V.62, N. 12, pp. 4311-4315

123. Писарев P. В., Серан M., Комбинационное рассеяние света в сегнетоэлектрике LaBGeOs, ФТТ, 1995, Т.37, №12, с. 3669-3680,

124. Стефанович С. Ю., Мосунов А. В., Милль Б. В., Сигаев В. Н., Сегнетоэлектричество в структурном семействе стилвеллита, Изв. Акад. Наук, сер. Физ., 1996, Т. 60, №10, с. 78-84

125. Belokoneva Е. L., David W. I. F., Forsyth J. В., Knight К. S., Structural aspects of the 530 °C phase transition in LaBGeOs, J. Phys. Cond. Matter, 1997, V. 9, pp.3503-3519

126. Mitsui Т. and Furuchi J., Domain structure of rochelle salt and KH2PO4, Phys.

127. Rev., 1953, V. 90, N. 2, p. 193-202

128. Miller R.C., Savage A., Velosity of Sidewise 180° Domain-Wall Motion in

129. ВаТЮз as a Function of the Applied Electric Field, Phys. Rev, 1958, V. 112, p.755

130. Chynoweth A. G., Barkhausen Pulses in Barium Titanate, Phys. Rev., 1958, V.110, p. 1316

131. Hatta I., Swada S., Switching Transient in NaN02, Jpn. J. Appl. Phys, 1965, V. 4,p. 389

132. Kumada A., Phys. Lett., V. 1969,30A, p. 186

133. Hase T. and Shiosake Т., Preparation and Switching Kinetics of Pb(Zr,Ti)C>3 Thin

134. Films Deposited by Reactive Sputtering, Jpn. J. Appl. Phys., 1991, V. 30, N 9B, p. 2159-2162

135. Nevott L., Proc. Intern. Meeting on Ferroelectricity, Prague, 1966, V. 2, p. 112

136. Myers L. E., Periodicaly poled materials for nonlinear optics, Advanced in lasersand applications, 1998, V.52, pp. 141-180

137. Mizuuchi K., Yamamoto K. and Kato M., Generation of ultraviolet light byfrequency doubling of a red laser diode in a first-order periodically poled bulk

138. Ta03, Appl. Phys. Lett., 1997, V. 70, N. 10, p. 1201-1203*

139. Yamada M., Nada N., Saitoh M. and Watanabe K., First order quasi-phasematched LiNb03 waveguide periodically poled by applying an external field for efficient blue second harmonic generation, Appl. Phys. Lett., 1993, V. 62, N. 5, p. 435-436

140. Rosenman G., Skliar A. and Arie A., Ferroelectric domain engineering for quasiphase-matched nonlinear optical devices, Ferroelectrics Review, 1999, V. 1, p. 263-326

141. Zhu S., Zhu Y., Zhang Z., Shu H., Wang H., Hong J., Ge C. and Ming N., LiTa03crystal periodically poled by applying an external pulsed field, J. Appl. Phys., 1995, V. 77, N. 10, p. 5481-5483

142. Шакманов В. В., Спивак Г. В., О наблюдении доменной структуры тонких сегнетоэлектрических пленок в просвечивающем электронном микроскопе, Изв. АН СССР, сер. физ, 1966, Т. 30, вып. 5, с. 823-828

143. Иванцов В. И., Николаев И. Н., Попов Э. С., Наблюдение развития доменной структуры монокристаллов NaNCb в растровом электронноммикроскопе, ФТТ, 1987, Т. 29, вып. 6, с. 1855-1857

144. J. Wittborn, С. Canalias, and K.V. Rao, Nanoscale Imaging of domains anddomain walls in periodically poled ferroelectrics using atomic force microscopy, Appl. Phys. Letters, 2002, V. 80,1622-1624

145. Meyer E., Huser Т., Heinzelmann H. and H. J. Guntherodt, Ferroelectric domaincharacterisation and manipulation: a challenge for scanning probe microscopy, Ferroelectrics, 1999, V. 222, p. 153-162

146. Cho Y., Kazuta S. and Matsuura K., Scanning nonlinear dielectric microscopywith nanometer resolution, Appl. Phys. Lett., 1999, V. 75, N. 18, p. 2833-2835

147. Saurenbach F. and Terris B. D., Imaging on ferroelectric domain walls by force microscopy, Appl. Phys. Lett., V. 56, N. 17, p. 1703-1705

148. Robels U., Calderwood J.H. and Arlt G., Shift and deformation of the hysteresis curve of ferroelectrics by defects: An electrostatic model, J. Appl. Phys., 1995, V. 77 (8), 4002-4008

149. Lohkamper R., Neumann H., Arlt G., Internal bias in acceptor-doped ВаТЮз ceramics: Numerical Evaluation of increase and decrease., J. Appl. Phys., 1990, V. 68(8), pp 4220-4224

150. Милов E. В., Струков Б. А., Пироэлектрический эффект и спонтанная поляризация в высокотемпературном сегнетоэлектрике LaBGe05, ФТТ, 2001, Т.43, с.495

151. Milov Е. V., Strukov В. A and Milov V. N., Spontaneous polarization and domain reversal in new ferroelectric LaBGeOs, Ferroelectrics, 2001, V. 269, p.l5

152. Milov E. V., Milov V. N., Strukov B. A., Anomalous "fatigue" effect in high-temperature ferroelectric crystal LaBGeOs, Ferroelectrics, 2004, V. 61, p. 205

153. Милов E. В., Милов В. H., Струков Б. А., Частотная зависимость параметров переключения в монокристалле LaBGeOs в окрестности высокотемпературного фазового перехода, Изв. РАН сер. физ., 2004, Т. 68, с. 963

154. Milov Е. V., Strukov В.A and Milov V.N., Spontaneous polarization and domain reversal in new ferroelectric LaBGeOs, Abs book of the 10th IMF, 3-7 Sep. Madrid, Spain, 2001

155. Milov E.V., Milov V.N., Strukov В.A., Anomalous "fatigue" effect in high-temperature ferroelectric crystal LaBGeOs, J. of Conf., 10й1 EMF, 3-8 Aug. Cambridge, United Kingdom, 2003

156. Милов Е. В., Милов В. Н. Струков Б. А. Особенности процесса переполяризации в новом сегнетоэлектрике LaBGeOs, Сборник докладов международного научно-практического семинара «Сегнетоэлектрические материалы», с.5, Белоруссия, Минск, 28- 29 апреля, 2004.