lab4:классификация

Это старая версия документа!


Возникновение ${\bf P}_{s} $ в сегнетоэлектрическом состоянии тесно связано со структурными изменениями кристаллической решетки при переходе через точку Кюри. По типу фазового перехода сегнетоэлектрические кристаллы можно подразделить на две группы. К первой группе относятся кристаллы, которые претерпевают переход типа\textit{ «смещения».} При таком фазовом переходе ${\bf P}_{s} $ возникает за счет смещения ионов одной подрешетки относительно другой. Типичный представитель этой группы – титанат бария~–~BaTiO${}_{3}$.

~$T_{c} =393K$—-$T>T_{c} $$T<393K$~$T_{c} =393K$----$T>T_{c} $$T<393K$\includegraphics*[width=3.08in, height=3.15in, keepaspectratio=false]{image17}На рис. 1 показана схема элементарной ячейки BaTiO${}_{3}$. У титаната бария в неполярной фазе (т.~е. при $T>T_{c} $\textit{, }$T_{c} =393{\rm \; }K$) ион Ti${}^{4+\ }$находится в центре кубической ячейки, ионы Ba${}^{2+}$ занимают вершины ячейки. Размер элементарной ячейки \textit{a}~=~4·10${}^{--}$${}^{8}$~см. Ионы O${}^{2–\ }$расположены в центрах граней куба, т.~е. образуют кислородный октаэдр с ионом Ti${}^{4+\ }$в центре; октаэдры соединены друг с другом вершинами, а в пустотах между ними находятся ионы Ba${}^{2+}$.

Деформация структуры при фазовом переходе ниже \textit{T${}_{c\ }$}заключается в том, что ион Ti${}^{4+\ }$слегка смещается из центра кислородного октаэдра так, что кубическая ячейка становится тетрагональной с отношением осей \textit{c/a }= 1,01. Ячейка растягивается в направлении, которое называется осью\textit{ с} и укорачивается в направлении, которое называется осью\textit{ а }(рис. metricconverterProductID1, г1, \textit{г}). При смещении возникает электрический диполь и, следовательно, спонтанная поляризация. Направление спонтанной поляризации может быть параллельным любому из шести эквивалентных направлений. При дальнейшем понижении температуры до $\mathrm{\approx}$~273~K титанат бария испытывает второе фазовое превращение в ромбическую фазу, а при 193~K происходит третье фазовое превращение в ромбоэдрическую фазу. Обе эти фазы являются сегнетоэлектрическими. Со структурными искажениями при этих переходах можно ознакомиться в работе [3]. Такие фазовые переходы называются переходами\textit{ }типа\textit{ «смещения».}

Ко второй группе относятся сегнетоэлектрики с фазовым переходом типа\textit{ «порядок – беспорядок».} В этом случае спонтанная поляризация возникает в результате упорядочивания водородных связей в группах ионов либо самих ионных групп в элементарной ячейке кристалла. К этой группе можно отнести дигидрофосфат калия и сегнетову соль.