Сегнетоэлектрический гистерезис

Сегнетоэлектрический гистерезис — неоднозначная зависимость поляризации $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $P$ $P$ сегнетоэлектриков от приложенного внешнего электрического поля $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $E$ $E$ при его циклическом изменении. Ниже точки Кюри сегнетоэлектрические кристаллы обладают спонтанной (самопроизвольной, то есть возникающей в отсутствие внешнего электрического поля) электрической поляризацией $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $P_{c}$ $P_c$ . При этом направление поляризации в отличие от пироэлектриков можно изменить прикладывая внешнее электрическое поле противоположного направления. Тогда зависимость $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $P$ $P$ ( $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $E$ $E$ ) в полярной фазе (при наличии спонтанной поляризации) неоднозначна, и значение $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $P$ $P$ при данном $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $E$ $E$ зависит от предыстории, а именно от того, каким было электрическое поле в предшествующие моменты времени. Для характеризации сегнетоэлектрического гистерезиса в диэлектриках используют следующие параметры:

остаточная поляризованность кристалла $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $P_{r}$ $P_{r}$ , при $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $E=0$ $E=0$
значение поля $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $E_{K}$ $E_{K}$ (коэрцитивное поле) при котором происходит переполяризация.

Зависимость поляризации

\text{[math]}

P

P

от напряжённости электрического поля

\text{[math]}

E

E

в сегнетоэлектрике.

Для чистых монокристаллов петля гистерезиса имеет прямоугольную форму^[1]. В объёмных поликристаллах или монокристаллов макроскопической поляризации не наблюдается в отсутствии механических напряжений и внешних полей, благодаря доменной структуре. Внутри одного домена поляризация направлена в одном направлении, а в соседнем поляризация направлена в противоположном направлении, что уменьшает полную энергию материала. Таким образом для создания макроскопической поляризации необходимо переориентировать домены в объёме, что отражено на рисунке где поляризация начинается из начала координат^[2].

ПримечанияПравить

↑ Б. А. Струков. Гистерезис сегнетоэлектрический // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия (т. 1—2); Большая Российская энциклопедия (т. 3—5), 1988—1999. — ISBN 5-85270-034-7.
↑ Головнин и др., 2016, p. 21-22.

ЛитератураПравить

Головнин В. А., Каплунов И. А., Малышкина О. В., Педько Б. Б., Мовчикова А. А. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов. — М.: Техносфера, 2016. — 272 с. — ISBN 978-5-94836-352-3.

[1] Б. А. Струков. Гистерезис сегнетоэлектрический // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия (т. 1—2); Большая Российская энциклопедия (т. 3—5), 1988—1999. — ISBN 5-85270-034-7.

[_b8c3d4d02a0036bd-2] Головнин и др., 2016, p. 21-22.

[1]

[2]