Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Напряжённое состояние, при к-ром 2 гл. напряжения равны по величине и обрат-ны по знаку, наз. чистым С. В этом случае (рис. 2) нормальное напряжение на площадках, образующих с направлением сил углы 45°, равно нулю, а касат. напряжения достигают макс. величины. Т. о., элементарный куб abed находится в условиях чистого С., причём касат. напряжения, действующие по его граням, равны между собой. Чистый С. имеет место при кручении.
Потенциальная энергия С. для первоначально прямоугольного параллелепипеда длиной I при площади
LttilU
Рис S.
основания S и сдвигающей силе F может быть представлена ф-лами: W — F2IfZSG — x2S//2G, а уд. потенциальная энергия W= WfV — тa/2G, где V = IS — объём параллелепипеда.
СДВЙГА МОДУЛЬ — см. Модули упругости.
СДВИГОВАЯ ВОЛНА — поперечная упругая волна, распространяющаяся в твёрдых телах. Смещения частиц в С. в. перпендикулярны направлению распространения волны, а деформации являются деформациями сдвига. Фазовая скорость С. в. ct — Yjx/p, где ц — модуль сдвига материала, р — его плотность. Для большинства твёрдых тел значения фазовых скоростей С. в. составляют 1,7-3,5 км/с. В аннзотропных твёрдых телах (кристаллах) С. в. могут распространяться только в определённых направлениях, причём их фазовая скорость зависит от направлення распространения. При произвольном направлении распространения движение в волие усложняется и она переходит в ква-зипоперечную волну в кристалле. В ряде кристаллов объёмная С. в. может преобразоваться в слабоиеодно-родиую поверхностную акустическую волну вследствие наличия пьезоэффекта. Объёмная С. в. в металле может стать поверхностной под действием сильного постоянного магн. поля, иаправлеиного вдоль свободной поверхности металла и под углом к направлению распространения волны. На гиперзвуковых частотах — IO9 Гц и выше С. в. могут существовать и в жидкости из-за наличия у неё в этом частотном диапазоне модуля сдвига.
Лит.: Ландау JI-Д., ЛифшицБ. М., Теория упругости, 4 иад., М., 1987, гл. 3, § 22, 23; К о л ь с к и й Г., Волны напряжения в твердых телах, пер. с англ.. М., Iflfi5, ч. 1, гл. 2,
S 1—4; Викторов И. А., Звуковые поверхностные волны в твердых телах, М., 1981. И. А. Викторов
СЕГНЕТОПОЛУПРОВОДНИКЙ — кристаллы, обладающие одновременно сегнетоэлектрич. и полупроводниковыми свойствами. В С. при определённых темп-рах и в отсутствие внеш. электрич. поля существует спонтанная электрич. поляризация (электрич. дипольний момент Р), и-рая может существенным образом изменяться под влиянием внеш. воздействий (внеш. электрич. поле, давление, темп-ра). Спонтанная поляризация возникает при определённой темп-ре Tk (точка Кюри), при к-рой происходит фазовый переход из па-раэлектрич. неполярной фазы в сегнетоэлектрич. полярную фазу (см. Сегнетоэлектрики).
Сегнетоэлектриками являются полупроводники группы Aiv Bvi, обладающие малой шириной запрещённой зоны ~ 0,1—0,3 эВ. К ним относятся GeTe,
SaTe, потенциальный С. PbTe (Гк ^OK, см. ниже) и твёрдые растворы иа их основе (см. Полупроводниковые материалы). Электропроводность этих кристаллов при комнатной темп-ре (Т = 300 К) составляет a ^lO4 — —IO5 Ом-1 • см-1 при холловской подвижности носителей заряда ц = 5-10* — 5-Ю2 см2/В-с. Темп-ра Кюри С. Aiv Bvi зависит от концентрации свободных носителей заряда. В кристаллах SnTe, к-рые из-за высокой плотности вакансий Sa имеют дырочную проводимость с высокой концентрацией дырок, Tk понижается вплоть до 0 К при увеличении концентрации дырок до 1,3-1021 см-3. В С. с высокой проводимостью экранирование спонтанной поляризации свободными носителями не позволяет проводить её прямых измерений.
С. группы Av BviCvu имеют большую ширину запрещённой зоны (Sg с* 2 эВ). При ц ~ 10 см2/В*с они характеризуются малой проводимостью а^10-8 Ом-1 «см-1 и обладают заметной фотопроводимостью.
Высокоомными полупроводниками с примесной проводимостью являются сегнетоэлектрики со структурой перовскита (?g « 3 эВ). Так, BaTiO3 с примесями редкоземельных ионов может иметь проводимость до IO-1 Om^1-Cm-1 при р «g 1 см2/В-с, в то время как при отсутствии примесей a ? IO-10 Ом^1*см-1. Отиоси
гельно высокой проводимостью, связанной с вакансиями Pb, обладают кристаллы PbTiO3. Кристалл SrTiO3 (как и PbTe) рассматривается как потенциальный (виртуальный) С., т. е. при снижении T вплоть до О К этот кристалл приближается к фазовому переходу в сегнетоэлектрич. состояние, но переходив успевает произойти при реальных темп-pax. Для чистых кристаллов
о <, Ом"1 -CM^1. Легиров. кристаллы имеют про-
водимость до 1 Ом-1-см-1 при ji 5 см2/В-с. Кристаллы SrTiO3 с концентрацией носителей ~1019—IO20 см-3 становятся сверхпроводящими при T — 0,3—0,5 К (Cm. Сверхпроводники).
Сегнстоэлектрнк LiNbO3 с широкой запрещённой зоной имеет проводимость о ~ IO-1^ Ом-1-см-1, т. е. является типичным изолятором. Однако при сильном легировании (напр., Fe) о может достигать IO-7 Ом-1-см-1 при Ji W 0,5 сма/В-с. Легиров. кристаллы обладают заметной фотопроводимостью. Нек-рые характеристики С. приведены в табл. К С. можно отне-
