Міністерство освіти і освіти РФ
Нижегородський державний технічний університет
Курсовий на тему:
«Сегнетоелектрики - структура властивості і застосування»
Група: 09-МТЕ
Студент: Барковський А.В.
Викладач: Водзинский В.Ю.
Нижній Новгород
2011
Зміст
1.Загальні відомості про сегнетоелектриках
2.Структура
.Діелектріческіе властивості сегнетоелектриків
.Електропроводность сегнетоелектриків
.Барьери в сегнетоелектриках
.Практіческіе застосування сегнетоелектриків
6.1Управленіе властивостями
6.2Лінейние властивості
.3Нелінейние властивості
.4Прімененіе в обчислювальній техніці
Висновки по реферату
Список використаної літератури
1. Загальні відомості про сегнетоелектриках
Сегнетоелектрики - діелектрики, що володіють в певному інтервалі температур спонтанної (мимовільної) Поляризованность, т. е. Поляризованность за відсутності зовнішнього електричного поля. Свою назву сегнетоелектрики отримали від назви мінералу - сегнетової солі (NaKC 4 H 4 O 6 4H 2 O), для якої зазначені властивості були виявлені вперше. Властивості сегнетової солі були детально досліджені в роботах академіка І. В. Курчатова і П. П. Кобеко.
Малюнок 1 - Кристал сегнетової солі.
Найбільш поширеним сегнетоелектриків є метатітанат барію ВаТiO 3. Вперше виявлені і досліджені сегнетоелектричні властивості метатітаната барію в 1944 р академіком Б. М. Вулом. Часто ВаТiOз називають скорочено титанатами барію.
Малюнок 2 - Кристалічні ґрати титанату барію.
Сегнетоелектрики відрізняються від інших діелектриків нелінійною залежністю поляризації від напруженості поля, що є наслідком наявності в них електричних доменів. Домени - це області з різними напрямками поляризованности. Лінійні розміри доменів, зазвичай, порядку, але можуть доходити і до сантиметрів.
Малюнок 3 - Домени в сегнетоелектриках.
. Структура
Причиною утворення доменів є обмінні сили, що виникають в результаті усуспільнення електронів, що належать сусіднім атомам. Ці сили діють на міжатомних відстанях, тобто є силами близкодействия. Існування доменів пояснюється прагненням кристала до мінімуму внутрішньої енергії. При виникненні спонтанної поляризації на зовнішній поверхні кристала з'являються поверхневі заряди, які в свою чергу, повинні створити зовнішнє Деполяризуючі поле. Деполяризуючі поле прагне зруйнувати однорідну поляризацію; в результаті кристал розбивається на домени, тобто області, в яких вектори поляризації антіпараллельни. Цей стан енергетично вигідніше, так як в даному випадку зменшується Деполяризуючі поле. Однак процес поділу на домени НЕ БУДЕ тривати нескінченно, тому що зростають витрати енергії на утворення доменних стінок. Стабільна поляризація доменів встановлюється при досягненні енергетичного балансу між процесами освіти доменних стінок і деполярізующего поля.
Кристалічна модифікація, в якій сегнетоелектрик спонтанно поляризований, називається полярної сегнетоелектричної фазою, а модифікація, в якій спонтанної поляризації немає - неполярной пароелектріческой фазою. Температура, при якій сегнетоелектрик переходить з полярної фази в неполярну (або назад), називається діелектричної точкою Кюрі. Як правило, сегнетоелектрик має тільки одну, точку Кюрі, нижче якої він знаходиться в полярній, а вище - в неполярній фазі. Винятки становлять сегнетова сіль і ізоморфні з нею з'єднання, а також солі і які мають дві точки Кюрі: нижню і верхню. Спонтанна поляризація спостерігається в температурній області, обмеженої цими точками.
В даний час поділяю два типи сегнетоелектриків за механізмом виникнення в них спонтанної поляризації: типу зсуву і типу «порядок - безлад». Перший характерний для сегнетоелектриків, що мають киснево - ектаедріческій тип структури, і полягає в тому що, в результаті перебудови структури, спонтанна поляризація виникає завдяки зсуву певних іонів і має напрямок, що збігається з напрямком зсуву. Поляризація в таких сегнетоелектриках, як правило, пов'язана зі зміщенням катіона (Nb, Ti, Ta та інших) з центру, навколишнього його, кисневого октаедра.
Для всіх інших сегнетоелектриків (що не є киснево - ектаедріческімі) перехід в поляризований ...
