Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Аномальные свойства и фазовые переходы в сегнетоэлектриках : диссертация ... доктора физико-математических наук : 01.04.18

Год: 1998

Номер работы: 337479

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы. Исследование сегнетоэластических кристаллов имеет как фундаментальное, связанное с решением общих вопросов физики твердого тела, так и прикладное значение, связанное с перспективами использования новых материалов для создания современных высокочувствительных устройств. В последние годы усилиями теоретиков и экспериментаторов были достигнуты большие успехи в решении одной из классических задач физики твердого тела - проблемы фазовых переходов. Это привело к возраст

1.1 Сегнетоэластики (основные понятия). 1968г. К А и з у ввел понятие "сегнетоэластики" [1]. Он назвал сегнетоэластиками такие кристаллы, которые в отсутствии внешних напряжений обладают двумя или более ориентационными состояниями, отличающимися компонентами тенЗора деформации и при воздействи механических напряжений можно перевести одно ориентационное состояние в другое. И хотя термин сегнетоэластики появился в 1968г., многие важнейшие характеристики этих кристаллов были рассмотрен

1.2.Феноменогическая теория сегнетоэластических фазовых переходов. Многие вопросы, связанные с определением симме'фии низкотемпературных фаз, вида и типа доменов, с определением направления внешних напряжений, вызывающих перестройку доменной структуры не требуют рассмотрения термодинамического потенциала; они могут быть решены с помощью принципа Ктори. Однако, многие задачи, связанные с аномалиями физических свойств в окрестности фазового перехода, описанием существующих фаз, с влиянием вне

1.3 Микроскопическое описание сегентоэластических фазовых переходов. С точки зрения микроскопической теории динамических процессов как в случае сегнетоэлектриков, так и в случае сегнетоэластиков в спектре коллективных возбуждений наблюдается мягкая мода - результат неустойчивости кристаллической решетки относительно критического возбуждения, причем [29] терминология, связанная с "мягкой модой" широко используется при описании фазовых переходов типа смещения. При этом параметром поря

1.4 Структурные особенности сегнетоэластиков. Одним из наиболее мощных методов , с помощью которого можно получить детальное представление о механизме, лежащем в основе сегнетоэластического фазового перехода в кристаллах, о компонентах тензора спонтанной деформации является рентгеноструктурный анализ. Современные методы структурных исследований позволяют не только найти геометрическое расположение атомов в соседствующих фазах и, следовательно, найти величины смещений атомов, но и в сочетании

1.5 Структура и свойства некоторых сегнетоэластиков. К.Аизу [5], впервые формулируя основные характеристики сегнетоэластиков, показал, что многие из хорошо известных в то время сегнетоэлектрических кристаллов, обладают также и сегнетоэластическими свойствами. Сейчас, как отметил Л.А.Шувалов [11], сегнетоэластики - это самый многочисленный класс кристаллов, испытываюгцих фазовые переходы, и число сегнеоэластиков быстро возрастает, однако, лишь единицы из них изучены достаточно подробно. Рассмо

2.1. Состав, симметрия, структура, основные характеристики. Сегнетоэластические и сегнетоэлектрические свойства кристаллов (CH3)2NH2Ai(SO

4)2-6Н 2О ( Д М А А С ) были впервые обнаружены и исследованы нами [145,146]. Кристаллы были выращены Е.Ф.Андреевым и В.М.Варикашем в Минском радиотехническом институте и представлены нам для исследования; позже кристаллы выращивались В.В.Долбининой в И К РАН. Кристаллы получали из раствора диметиламина и сульфата алюминия в 30%-ной серной кислоте м

2.2.Сегнетоэластические свойства и доменная структура. Кристаллы Д М А А С вырастают монодоменными, но в широком интервале температур, включая комнатные, при воздействии небольших напряжений (содержащие сдвиговую компоненту) легко появляется и переключается полосчатая доменная структура (Рис.11.). Доменная структура наблюдается на срезе, перпендикулярном оси второго порядка, причем необычной и характерной особенностью этих кристаллов является появление только одного типа доменных стенок (00

2.3 Фазовые переходы, диэлектрический свойства. Диэлектрические измерения, проведенные на частоте 1 кГц мостовым методом (мост Е7-8, точность термостатирования 0,02

К) показали, что при 152 К наблюдается фазовый "переход (Рис.15), сопровождающийся появлением спонтанной поляризации. Н а рисунке видно, что фазовый переход происходит плавно, без скачка, что указывает на второй р о д фазового перехода, Заметная пиковая аномалия z-компоненты диэлектрической проницаемости связана, по о

2.4. Теоретическое рассмотрение фазовых переходов в кристаллах ДМААС. Н а основе теоретико-группового анализа для кристаллов Д М А А С совместно с С.В.Павловым [167] была предложена феноменологическая модель фазовых переходов, с использованием методов теории особенностей [168,169]. Сегнетоэластический фазовый переход в кристаддах Д М А А С происходит из гипотетической параэластической фазы т т т , поэтому неизвестно - является он собственным или несобственным. Мы рассмотрели два случая: 1. Ги

3.1. Частично дейтерированные кристаллы ДМААС. Н а ш и исследования дейтерированных кристаллов д Д М А А С проводились на кристаллах, содержащих 25% дейтерия (получены В.ВДолбининой) и 50% дейтерия (выращены Е.Ф Андреевым), содержание дейтерия оценивалось методом комбинационного рассеяния света. Кристаллы с большим содержанием дейтерия вырастить пока не удалось. Исследование спектров комбинационного рассеяния света также показало, что дейтерий не входит в метильную группу и входит в аминную

Кристаллы Д М А А С являются первым представителем нового семейства сегнетоэлектриков -сегнетоэластиков, другие представители этого семейства могут быть получены изовалентным замещением атомов алюминия на другой трехвалентный металл, заменой сульфатной группы на селенатную и т.д. Проведенные нами исследования показывают, что в результате замещения А1 на Ga, а также при частичном замещении водорода на дейтерий получаются изоморфные кристаллы [174], т.е. структурный тип сохраняется, сохраняются

2.6Н20, где М2+ - двухвалентный металл: Mg, Мп, Си, Fe, N i и др., а М'"*" и X те же, что и в квасцах. Кристаллы солей Туттона образуют изоструктурный ряд и принадлежат к моноклинной сингонии. Сегнетоэлектрические и сегнетоэластические свойства у кристаллов этого семейства пока не наблюдались. В группу кристаллогидратов входят еще два ряда изоструктурных соединений, содержащих трехвалентные катионы М3+ - это соединения, у которых структурой тип кристаллов Д М А А С и 0А8Н.(Ряд соеди

4.1 Фазовые переходы и структура кристаллов. Сегнетоэластические свойства кристаллов К2Ва(М02)4 (КВК), были обнаружены нами почти сразу после введения К А и з у понятия сегнетоэластики [185]. Кристаллы для исследования были выращены Л.В.Соболевой методом снижения температуры из водного раствора ККОг и Ва(М02)4, содержащего избыток ЮЧОгВырастали большие желтоватые кристаллы, устойчивые на воздухе, имеющие простой габитус состоящий из гексагональной призмы и пинакоида. При комнатной температ

4.2 Сегнетоэластические свойства и доменная структура кристаллов KBN. П р и комнатной температуре кристаллы KBN вырастают всегда двойникованными. Н а пластинках Z-среза в поляризационном микроскопе хорошо видны домены (Рис.49.), обладающие тройным погасанием, доменные границы составляют между собой углы З0'^,60°,90о,120°,150° и т.д. П р и приближении к 423 К происходит плавное исчезновение доменной картины путем постепенного уменьшения оптического контраста. Фазовый фронт при 423 К не наблю

4.3 Теоретические описания фазовых переходов в кристаллах КВН. Феноменологическая теория кристаллов КВН была разработана Ишибаши, Танака и Дворжаком [197]. Они дали описание низкотемпературного фазового перехода в рамках теории Ландау, показав, что низкотемпературный фазовый переход является сегнетоэластическим и индуцируется волновым вектором Ко =(1/2,1/2,1/2) фазы РЬаш. Термодинамический потенциал имеет вид: Со а = а{Т-То), В орторомбической фазе qi = qa =0, u б =0, Рз =1 В низкотемпе

5.1. Механическое двойникование (обзор литературы). Двойникование кристаллов -это явление, заключающееся в образовании в твердом теле различно ориентированных кристаллических областей, связанных между собой определенными операциями симметрии: отражением в плоскости симметрии (двойники отражения), поворотом вокруг оси симметрии (аксиальные двойники), инверсией в центре симметрии (двойники инверсии). Естественно, в одном и том же кристалле могут существовать одновременно несколько типов двойн

5.2. Обратимая пластичность сегнетоэластических кристаллов. Общепринято, что пластическая деформация - это свойство твердых тел необратимо деформироваться под воздействием напряжений. Обычно различают два основных вида пластической деформации: двойникование и скольжение. Процесс пластической деформации обычно связан с возникновением и смещением дефектов кристаллической решетки под воздействием внешних напряжений. Но под пластичностью также понимают и свойство твердых тел изменять свою форму и

6.1.Механические испытания сегнетоэластиков. В [270] отмечалось, что большие успехи, достигнутые в развитии теории пластической деформации показывают, что исследования процессов пластической деформации еще достаточно далеки от завершения даже применительно к наиболее изученным объектам - металлам. Это тем более относится к кристаллам, особенно плохо изученными с точки зрения механических свойств оказались сегнетоэластические кристаллы. И если доменная структура сегнетоэластиков и изменение вн

6.2 Петли механического гистерезиса. В работе Э.Салье и Г.Хопмана [271] по изучению петель гистерезиса "деформация-напряжение" в кристаллах РЬз(Р04)2-РЬз1,У04)2. был поставлен эксперимент при котором один конец бруска был горизонтально закреплен, а на другой конец прикладывался груз, который изгибал брусок и создавал сдвиговое напряжение; угол изгиба измерялся с помощью оптического интерферометра. Петли гитерезиса "деформация -напряжение" в [272-277] исследовались путем ис

7.1. Диэлектрические аномалии кристаллов ДМААС в окрестности сегнетоэластического-сегаетоэлектрического фазового перехода. Как было показано в [29] теория Ландау дает возможность успешно описать диэлектрические аномалии при сегнетоэлектрических и несегнетоэлектрических фазовых переходах. В кристаллах ДМААС переход из сегнетоэластическойпараэлектрической фазы в сегнетоэлектрическую является собственным фазовым переходом второго рода. Обычно коэффициенты диэлектрического уравнения состояния о

7.2.Диэлектрические аномалии кристаллов сегнетовой соли, выращенных из раствора с примесью карбамида. В монографии К Сулейманкулова и др.[292] были проведены физикохимические исследования различных химических соединений с карбамидом, в результате чего было построено около 300 фазовых диаграмм, демонстрирующих комплексообраз звание в системах с карбамидом. В случае сегнетовой соли вопрос о характере вхождения карбамида не был рещен. Формула соединения не была расшифрована. Диэлектрические иссл

2.6Н20.// Известия А Н С С С Р Сер. Физ. 1990. Т.54.С.749-751. 14. Кирпичникова Л.Ф., Прасолов Б.П., Иванов Н.Р., Шувалов Л.А., Гриднев С.А., Варикаш В.М. Сегнетоэластические свойства и доменная структура кристаллов диметиламмонийалюминийсульфата гексагидрата.// Известия А Н С С С Р Сер.Физ. 1989. Т.53. С.1386-1389 22^ 15. Торгашев В.И., Юзюк Ю.И. Кирпичникова Л.Ф..Шувалов Л.А. Спектры комбинационного рассеяния света кристаллов диметиламмонийалюминийсульфата и его дейтерированного аналога //