Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Некоторые характеристики сегнетополупроводников
Кристалл Тк, К Группа симметрии Поляризация Р, MK К л/см* SBi 9В
GeTe 670 т3тп++3тп 0,1-0,2
SnTe S=IOO —»— — 0,2-0,3
SbSI 295 Jnnwi++7717712 25 2
BaTiOs 408 m3m*~* kmm 26 3,2
PbTiOs 763 —»— 57 3
SrTiOs <0 шЗтп 0 3,2
LiNbOa 1483 3тп<-*3т 70 3,7
сти также кристаллы Ag3AsS, Sn2P2S8, TlGaSe2. Для всех С. связь электронной подсистемы с сегнетоэлектрич. свойствами приводит к небольшим изменениям в точке фазового перехода величин о, ц, Sg.
Фотоэлектрические свойства. Взаимосвязь сегнето-злектрнч. и полупроводниковых свойств приводит к ряду фотоэлектрнч. эффектов. Так, при освещении С. наблюдается сдвиг Tk (BaTiO3, SbSI) до 1% от величины T1k. При этом наблюдаются и изменения температурной зависимости диэлектрич. проницаемости в области фазового перехода (фотогистерезис-ный эффект). Поскольку свободные носители в С. экранируют спонтанную поляризацию н оказывают тем самым сильное влияние на доменную структуру, !• то генерация свободных носителей при освещении С. может приводить к изменению его доменной структуры (фотодоменный эффект).
1При однородном освещении в С. возникает стационарный электрич. ток (см. Фото гальванический эффект). Для света с линейной поляризацией ток в кристалле Ji пропорц. интенсивности света I:
h=miekeil,
Где eft, Єї — компоненты единичного вектора электрич. ^ ПОЛЯ световой ВОЛИЫ. Тензор XifcI отличен от 0 во всех кристаллах без центра инверсии (см. Симметрия кристаллов), но, как правило, особенно большую величину он имеет в сегнето электрик ах. В освещённом С. возни-; кает фотоэдс, к-рая достигает больших значений. Так, ' в кристаллах LiNbO3 она соответствует электрич. по-
І лям E ~ IO4 -IO6 В/см.
При локальном освещении С. фотогальванич. эффект и(или) диффузия приводят к переносу возбуждённых носителей иа периферию светового пучка, где происходит захват носителей ловушками. В результате создаётся объёмный заряд, поле к-рого за счёт электрооптич.
эффекта приводит к изменению показателей прело мл е-
1 кия кристалла (фоторефрактивный эффект).
1 Сегнетокерамика. В полупроводниковых керамиках '(не основе легированного BaTiO3 и др.) взаимное : влияние сегнетоэлектрич. и полупроводниковых свойств
і яроявляется в положит, температурном коэф. сопротив-
ления (ПТКС). Сопротивление керамики при изменении T резко уменьшается (до 6 порядков) в узкой области T при фазовом переходе в сегнетоэлектрич. фазу. Объяснение основано на представлении о Шоттки барьерах на границах зёрен с относительно высокой проводимостью, к-рые разделены изолирующим запорным слоем. В области фазового перехода резко возрастает диэлектрич. проницаемость, что приводит к уменьшению высоты барьера и соответственно к эксчо-ненциальному уменьшению сопротивления образца.
В керамике, состоящей из зёрен с полупроводниковой проводимостью и тонких изолирующих слоёв, наблюдается увеличение эфф. диэлектрич. проницаемости еэфф на низких частотах. Кроме того, еЭфф изменяется при приложении слабых электрич. полей Е, что связано с зависимостью от поля E толщины обедненного слоя.
Применение. С., обладающие фоторефрактивным эффектом, используются для записи и обработки оптич. сигналов. Сегнетокерамика с эффектом ПТКС применяется для создания приборов в системах теплового контроля и в измерит, технике. Полупроводниковая сегнетокерамика с тонкими межзёренными прослойками используется в конденсаторах большой ёмкости. Высокоомные С. применяются в гибридных структурах, где возможно управление проводимостью полевого транзистора в ианале исток— сток путём переключения спонтанной поляризации в сегнетоэлектрич. затворе. Возможно использование переключения сегиетоэлект-рич. доменов в плёнках для создания энергонезависимых устройств памяти с высокой ёмкостью и высоким быстродействием (технология таких устройств совместима с кремниевой технологией).
Jlum.: Фридкнн В. М., Сегкетоэлектрики — полупроводники, М., 1976; его же, Фотосегнетозлектршш, М., 1979;
JI а Й н с М., Гласс А., Сегнетоэлектрики и родственные им материалы, пер. с англ., М., 1981; Б а р ф у т Д., Тейлор Д., Полярные диэлектрики и их применения, пер. с англ., М.,
1981. В. В. Леманов.
СЕГНЕТОЭЛАСТИКИ (ферроэластики) — крнсталлич. вещества, в к-рых при понижении темп-ры возникает спонтанная деформация крнсталлич. решётки относительно исходной в отсутствие внеш. механич. напряжений. Термин «С.» ввёл К. Айдзу (К. Aizu) в 1969. Спонтанная деформация является результатом структурного фазового перехода из более симметричной (пара-эластич.) в меиее симметричную (сегиетоэластич.) фазу.
Напр., кубич. сингония переходит в тетрагональную, гексагональная или тетрагональная — в ромбическую пли моноклинную, ромбическая — в моноклинную (см. Сингония).
При сегнетоэластич. переходе кристалл без разрыва своей сплошности теряет ориентац. однородность и разбивается на сегнетоэластич. домены, каждый из к-рых принадлежит н одному из нескольких (двух, трёх — в зависимости от изменения симметрии) состояний, отличающихся ориентацией крнсталлич. решётки (рис. I1 2). Возникновение сегиетоэластич. (ориентац.) доменов можно рассматривать как частный случай механич. двойникования, причём элементами двой-ииковаиия служат утраченные при переходе элементы поворотной (точечной) симметрии (см. Симметрия кристаллов). В прозрачных С. доменную структуру можно наблюдать с помощью оптич. поляризац. микроскопа благодаря разориентацин оптич. индикатрис или разл. двойному лучепреломлению доменов. Наличие ориентац. доменов — характерный признак сегнетоэластич. фазы.
