Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Свойства С., и особенно С.-сегнетоэлектриков, обусловливают их применение. Напр., на основе редкоземельных молибдатов, в частности молибдата гадолиния, разработаны акустоэлектронные устройства, в к-рых используется взаимодействие распространяющейся акустич. волны с одиночной доменной стенкой или с регулярной полидомённой структурой. Они уп-авляются электрич. полем или механич. напряжением.
. обладают высокой акустооптич. эффективностью (см. Акустооптика). Сегнетоэластич. фазовые переходы испытывают многие кристаллы — высокотемпературные сверхпроводники, а также ионные суперпровод-иики.
Лит.: Aizu К., Possible species of «ferroelastic» crystals and of simultaneously ferroelectric and ferroelastic crystals, *J. Phys. Soc. Japan», 1969, v. 27, p. 387; Janovec V., DvofSk V., Petzelt J., Symmetry classification and properties of equi-translation structural phase transitions, «Czech. J. Phys.», 1975, v. B25, p. 1362' Фазовые переходы в кристаллах галоидных соединений ABX3. Кристаллохимия, структурные и магнитные превращения, Новосиб., 1681; Изюмов Ю. А., Сыромятников В. H., Фазовые переходы и симметрия кристаллов, М., 1984; Материалы I — IV Всесоюзных семинаров по физике сегнетоэластиков, «Нзв. АН СССР. Сер. физ.», 1979, Т. 43, M 8, с. 1553; 1983, т. 47, JNft 3, с. 417; 1986, т. 50, № 2, с. 310; 1989, т. 53, M 7, с. 1233. Я. Р. Иванов.
СЕГНЕТОЭЛЁКТРИКИ — кристаллич. диэлектрики (полупроводники), обладающие в определённом диапазоне темп-p спонтанной поляризацией, к-рая существенно изменяется под влиянием виеш. воздействий. Структуру С. можно представить как результат фазового перехода кристалла с искажением структуры (понижением симметрии) из иеполяриой структуры (пара-электрич. фазы) в полярную (сегнетоэлектрич. фазу). В большинстве случаев это искажение структуры такое же, как и при воздействии электрич. поля на кристалл в неполярной (параэлектрич.) фазе. Такие С. ваз. собственными, а искажение неполярной структуры связано с появлением спонтанной электрич. поляризации. В ряде С. поляризация возникает как вторичный эффект, сопровождающий перестройку структуры, к-рая не связана непосредствеиио с поляризацией и не может быть вызвана электрич. полем. Такие С. наз. несобственными.
Как правило, наблюдается фазовый переход непосредственно между сегнето- и параэлектрической (более симметричной) фазами. Однако есть кристаллы, в к-рых между этими фазами осуществляется промежуточная фаза с особыми свойствами — т. н. несоразмерная фаза (см. ниже).
Особенностью всех С. является относит, близость структур пара- и сегнетоэлектрич. фаз. Изменения ср. положений ионов при возникновении спонтанной по-
ляризации обычно гораздо меньше, чем межионные расстояния. Поэтому спонтанная поляризация С. легко изменяется под влиянием внеш. воздействий — электрич. полей, упругих напряжений, изменений темп-ры и др. С этим связаны весьма высокие (по сравнению с обычными диэлектриками) значения диэлектрич. проницаемости, пьезоэлектрических (см. Пъезоэлектрики) н пироэлектрических (см. Пироэлектрики) постоянных.
Сегнетоэлектрич. свойства были впервые обнаружены у кристаллов сегнетовой соли KNaC4H4O8-^H2O (1921), а затем у днгидрофосфата калия KH2PO4 (1935). Интенсивные исследования С. начались в 1945, когда были обнаружены сегнетоэлектрич. свойства керамики BaTiO3 — родоначальника обширного семейства С. кислородио-октаэдрич. типа. В 60-х гг. начались исследования несобств. С., в сер. 70-х гг.— С. с несоразмерной фазой. К 1990 известно неск'. сотеи С.; характеристики нек-рых из иих приведены в табл.
Характеристики некоторых сегнетоэлектриков (С — собственный, H—несобственный, HC—с несоразмерной фазой)
Вещество Формула Тип Гк, °С Спонтанная поляризация насыщения (Г«т к). MKjtyCMi Группа симметрии, в неполярной фазе Группа симметрии, в полярной фазе
Титанат бария .... BaTiO3 С 133 25 тпЗтп Itmm
Сегнетова соль . . . KNaC4H4O,- С —18,24 0,25 222 2
Триглицин- сульфат • 4НгО (CHitNHjCO • С 49 2,8 2/т 2
Дигидрофосфат калия ¦ ОН)* H1SO4 KH2PO* с —150 5,1 4 2 Jn mm2
Молибдат гадолиния Gdj(MoO^)3 H 159 0,18 ?2т mm2
Фторберил-лат аммония .... (NH4)sBeF4 HG —98 0,15 mmm mm 2
Феноменологическая теорня. Фазовые переходы, в
С.— переходы 2-го рода или 1-го рода, близкие ко второму. Для описания свойств С. в области фазовых переходов обычио используется теория Ландау, конкретизированная В. Л. Гинзбургом применительно к
С. Теория исходит из факта существования фазового перехода при понижении темп-ры до T — Тк; характерной особенностью перехода является исчезновение иек-рых элементов симметрии, связанное CO смещением из симметричных положений определённых типов атомов в кристаллич. решётке. Совокупность этих смещений связана с параметром порядка т], к-рый равен О при T >ТК. В собств. С. параметром порядка являются одна (одноосный С.) либо 2, 3 (многоосный С.) компоненты вектора поляризации Р. В одноосном собств. С. P = аг), где а —пост, коэффициент. В несобств. С. т| является многокомпонентной величиной, связанной CO смещениями атомов при переходе в несимметричную фазу.
