Длъжност

Художник: Студент I-303

Ангудович Екатерина Сергеевна

Научен ръководител: доктор на физико-математическите науки, професор Шур Владимир Яковлевич

Кандидат на физико-математическите науки, старши научен сътрудник, Шишкина Екатерина Владимировна

1. Литературен преглед 4

1.1. Домейн структура на сегнетоелектриците 4

1.1.1. Етапи на еволюция на домейн структурата 5

1.1.2. Остатъчни домейни 8

1.1.3. Корелирана нуклеация 9

1.1.4. Ролята на повърхностния диелектричен слой 10

1.1.5. Процес на превключване на поляризацията като фазов преход от първи ред 11

1.1.6. Екраниране на деполяризиращи полета в сегнетоелектрици 12

1.2. Методи за визуализация на домейн структура 15

1.2.1. Оптични изображения 15

1.2.2. Сканираща сондова микроскопия 17

1.3. Анализ на фрактално изображение 19

1.4. Основните свойства на литиев ниобат 20

1.5. Модификация на повърхностния слой чрез протонен обмен 22

2. Постановка на проблема 23

3. Експериментална техника 23

3.1. Подготовка на пробата 23

3.2. Експериментална постановка 24

3.3. Визуализация на домейн структура 26

3.4. Анализ на изображение 27

4. Резултати 27

Литература 28

Списък на съкращенията 28

Литературен преглед

Домейнна структура на сегнетоелектрици

Сегнетоелектрицитеса материали със спонтанна поляризацияPsв определен температурен диапазон, ориентирана в две или повече посоки, която може да се променя под действието на електрическо поле. Според броя на кристалографските оси, по които може да бъде ориентиран векторът на спонтанната поляризация, сегнетоелектриците се делят наедноосниимногоосни.

В фероелектрикафаза, кристалът обикновено се състои отдомени– области с еднаква посока на спонтанна поляризация, разделени отдомейн стени. Съвкупността от домейни в един кристал образувадоменна структура. Статичната домейн структура може да бъде изчислена чрез минимизиране на общата енергия на кристала, промяната в която при разделянето на домейни включва деполяризиращата енергияUdи енергията на домейновата стенаUw[1].

Деполяризиращата енергия зависи от геометрията на кристала и конфигурацията на домейните. Разделянето на домейни намалява деполяризиращата енергия, но заедно с това се увеличава енергията, свързана със стените на домейна. В резултат на конкуренцията на тези приноси трябва да се формира домейн структура, съответстваща на енергийния минимум. Подобно на феромагнетиците, това може да бъде периодична или лабиринтова доменна структура [2, 3]

При едноосните сегнетоелектрици има една полярна ос, така че са възможни само две посокиPs, различаващи се на 180°. Домейн структурата в този случай се състои от антипаралелни домейни, разделени на 180° от домейн стена. В многоаксиалните сегнетоелектрици доменната структура е много по-сложна поради възможността за ориентацияPsпо няколко полярни оси, което води до съществуването на 90°, 60°, 120°, 71° и 109° доменни стени.

Домейн стената е област, в която поляризационният вектор променя посоката си. Дебелината и ориентацията на стената на домейна зависи от много фактори. Стените на домейна са ориентирани така, че да минимизират механичните напрежения. В резултат на това има само определени ориентации на стените, които отговарят на условието за "механична съвместимост".

---