гою таких шарів отримані конденсатори, наприклад, ємністю 30 000 пФ і робочою напругою 10 В. Створюючи шаруваті системи із плівкових конденсаторів з бар'єрними шарами, де окремі конденсатори з'єднують паралельно, можна отримувати конденсатори на дуже великі ємності.
Малюнок 16 - Несиметрична (1) і нелінійна (2) в. а. х. кераміки Ва0.8Sr0.2ТiOx - 3 (діаметр зразка 0,4 см, товщина - 0,05 см)
Таким чином, ясно, що в сегнетоелектриках можна отримувати приелектродних бар'єрні шари, які можуть створювати значну асиметрію в. а. х.
Крім того, в керамічних сегнетоелектриках спостерігаються бар'єри не тільки у контактів з металом електродів, але і всередині самої кераміки на межах зерен. Є літературні дані (наприклад, роботи Хейванга) про вплив замикаючих шарів на кордонах зерен на комплексний опір титанату барію і взагалі на діелектричну дисперсію. Використовують модель, аналогічну моделі зерен і прошарків, і пояснюють частотну залежність діелектричних параметрів.
Є численні експериментальні дані, що свідчать про існування на поверхні сегнетоелектриків деяких верств, властивості яких відрізняються від властивостей основний товщі монокристала. Так, рентгенівські дослідження Кенціга зі співробітниками показали, що, в поверхневих шарах кристалів ВаТiOз на товщині близько 100 Е структура відрізняється від структури товщі.
Кенціг припустив, що зазначені шари можна розглядати як збіднені іонами шари Шотткі, обумовлені домішками, що мають концентрації 10 18 см - 3 і створюють поле 10 5 - 10 6 В/см.
Мерц експериментально встановив, що час переполяризації і коерцитивної поле в ВаТiOз сильно залежать від товщини зразка. Він пояснив цю залежність існуванням на поверхні кристала шарів, що мають низьку діелектричну проникність і товщину порядку 10 - 4 см.
Чайновес за вимірюваннями опору кристала оцінив товщину поверхневих шарів об'ємного заряду величиною 3 * 10 - 5 cm.
Деякі дослідники вказують на наявність значно тонших бар'єрних шарів в кристалах ВаТiOз.
При дослідженні електропровідності полікристалічних зразків ВаТiOз з деякими домішками було виявлено різке зростання опору (на 2-7 порядків) в області точки Кюрі. Подібну аномалію в ряді випадків спостерігали також на монокристалах ВаТiOз найчастіше з невеликими добавками домішки. Ряд дослідників пов'язують цей ефект з виникненням на поверхні кристалічних зерен і доменних меж шарів високого опору. Причому отримано ряд доказів існування в сегнетоелектричних матеріалах бар'єрних шарів.
Яновець теоретично розглянув умови існування антипаралельних (180-градусних) доменів на поверхні тетрагонального монокристала ВаТiO 3 при наявності поверхневого шару товщиною 10 - 6 - 10 - 4 см, де є поле, спрямоване в бік кристала (всередину ), і падіння потенціалу задав рівним 1 В. Виявилося, що в цих умовах, там, де поле шару протилежно напрямку спонтанної поляризації усередині кристала, можуть існувати антипаралельні домени з розмірами порядку 10 - 4 - 4 * 10 - 3 см. Це задовільно узгоджується з експериментом.
Результати цього розрахунку Яновець використовує для пояснення ряду властивостей ВаТiOз. Зокрема показано, що при травленні сегнетоелектриків швидше труяться області з направленим назовні вектором спонтанної поляризації (у позитивних решт доменів), і поле в поверхневому шарі направлено всередину кристала. Це відповідає наявності позитивного об'ємного заряду в поверхневому шарі.
Бар'єрні шари в сегнетоелектриках, мабуть, визначають явища втоми, що складається у втраті сегнетоелектричних властивостей при багаторазовій переполяризації. Можливо, що стінки доменів не можуть переміщатися в кристалі через наявність об'ємного заряду всередині кристала. Тут знову виникає питання про можливість локалізації бар'єрів на кордонах доменів в багатодоменному сегнетоелектриках. На кордонах однодоменних сегнетоелектриків, як уже зазначено, є бар'єрні шари, наприклад, типу Шотткі. Інакше кажучи, тут, мабуть, немає принципових відмінностей від картини, спостережуваної в поверхневих шарах напівпровідників. Це свідчить про необхідність більш широкого використання теорії напівпровідників для опису явищ в діелектриках.
. Практичне застосування сегнетоелектриків
. 1 Управління властивостями
Великі значення п'єзоелектричних коефіцієнтів сегнетоелектриків, особливо поблизу температури переходу, обумовлюють їх перспективність для застосування в П'єзотехніка. Сегнетоелектрики часто перевершують також інші п'єзоелектричні матеріали завдяки тому, що їх більша діелектрична проникність зумовлює високі значення коефіцієнта електромеханічного зв'язку (останній характеризує час...
