до існування в цьому кристалі двох сегнетоелектричних фазових переходів).
Інша можливість полягає в наступному. Водневі зв'язки розташовані під кутом, близьким до 90 ° по відношенню до полярної осі, і їх дипольні моменти не дають прямого внеску в спонтанну поляризацію. Однак упорядкування протонів в точці фазового переходу як би індукує спонтанну поляризацію і змішання заряджених структурних елементів уздовж полярної осі.
Сегнетоелектрики відносяться до нелінійних діелектриків, для яких характерні нелінійна залежність поляризації V від напруженості електричного поля Е (рис.5).
Малюнок 5 - Нелінійна залежність між полем і поляризацією.
Нелінійна залежність поляризації від поля приводить в змінних електричних полях до діелектричних гістерезису, тобто неспівпадіння по фазі поляризації Р і електричного поля Е. Для монокристалічного однодоменних сегнетоелектріка петля гістерезису має прямокутну форму (рис.6, а). Якщо прикласти зовнішнє поле, рівне і спрямоване по вектору спонтанної поляризації, то вектор спонтанної поляризації стрибком змінить свій напрямок на протилежне.
Малюнок 6 - Петля гістерезису для однорідного (а) і полідоменного (б) зразка.
Поле. називається коерцитивною полем. При подальшому збільшенні зовнішнього поля, прикладеного до діелектрика, поляризація змінюється слабо. При зменшенні напруженості електричного поля до нуля, поляризація майже не зміниться. Потім, при зміні знака напруженості поля і зростанні поля до величини, спонтанна поляризація не змінюється, на при поле рівному стрибком змінює свій напрямок.
У багатодоменному кристалі під впливом зовнішнього поле відбувається перебудова доменної структури, при цьому в деякому об'ємі кристала спонтанна поляризація змінює свій напрямок. Процес переорієнтації спонтанної поляризації здійснюється за рахунок руху доменних стінок (зміна меж доменів), а також за рахунок утворення нових доменів з напрямком спонтанної поляризації, близьким до напрямку електричного поля. У слабких полях поляризованность лінійно залежить від поля (рнс.6. Б). На цій ділянці переважають процеси оборотного зсуву доменних стінок, і діелектрична проникність від напруженості поля залежить слабо. При збільшенні поля починається утворення нових доменів і орієнтація їх у напрямку поля. Поляризованность при цьому зростає швидше, ніж за лінійним законом, і відповідно діелектрична проникність різко зростає.
При деякій напруженості поля кристал стає однодоменних. тобто всі домени орієнтовані тільки у бік поля і досягається, так зване, насичення. В області насичення подальша орієнтація доменів припиняється, і діелектрична проникність відповідно падає.
Якщо після досягнення насичення зменшувати напруженість поля, то поляризованность кристала буде змінюватися не за початковою кривою ОАВ. а по кривій СВD (рнс.6. б), і при поле рівному нулю кристал залишається поляризованим. Величина поляризованности, обумовлена ??відрізком OD, називається залишкова поляризована. Екстраполяція ділянки СВ на вісь координат відсікає відрізок ОЕ, наближено рівний спонтанної поляризованности. Відрізок OL дорівнює повної поляризованности сегнетоелектріка, що складається з спонтанної та індукованої поляризованности. Якщо змінити напрямок поля, то поляризованность буде зменшуватися, змінить знак і при певному полі знову досягне насичення.
Спонтанна поляризація сильно залежить від температури: зменшується з її зростанням і в точці, звертається в нуль (рис.7, 8).
Малюнок 7 - Залежність проекції вектора спонтанної поляризації на напрям сегнетоелектричної осі від температури для.
Рисунок 8 - Залежність спонтанної поляризації від температури для сегнетової солі.
При температурі нижче точки Кюрі величина діелектричної проникності с, сильно залежить від величини і напряму електричного поля (рис. 9,10). Величина діелектричної проникності для максимальна в напрямку перпендикулярному до сегнетоелектричної осі, так як саме в цьому напрямку в кристалічній решітці електричні заряди найлегше зміщуються в зовнішньому електричному полі. Як пояснюється високе значення в зовнішньому полі поблизу точки Кюрі і її температурний хід? Внутрішнім полем іони сильно зміщені по сегнетоелектричної осі.
Рисунок 9 - Температурна залежність діелектричної проникності титанату барію в напрямку сегнетоелектричної осі с і перпендикулярно їй (по осі а).
У цьому напрямку порівняно слабке зовнішнє поле може викликати лише незначне додаткове зміщення. Інша картина спостерігається в напрямку, перпендикулярному до осі, зв'язку тут не напружені, нони ...
