Сегнетоелектрики - це
кристаллич. діелектрики. володіють в певному інтервалі темп-р спонтанної (мимовільної) поляризацією, к-раю істотно змінюється під впливом зовн. впливів. Сегнетоелектріч. св-ва були вперше виявлені у кристалів сегнетової солі KNaC4H4O6 • 4H2O в 1920, потім у дигидрофосфата калію (KDP) КН2РО4). Відомо дек. сотень С. Наявність спонтанної поляризації, т. е. елект. дипольного моменту P у відсутності електричні. поля, явл. відмінною рисою більш широкого класу в-в - піроелектриків.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕЯКИХ Сегнетоелектрики
Особливість С. складається в порівняно легкому зміну величини P під впливом електричні. полів, пружних напружень, зміни темп-ри та ін. (див. табл.).
Зазвичай С. не явл. однорідно поляризованими, а складаються з доменів - областей з разл. напрямками поляризації (рис. 1). В результаті сумарний електричні. дипольний момент зразка практично відсутня.
Мал. 1. схематичний. зображення доменів тетрагональной модифікації ВаТiO3.,; стрілки і знаки (•) і (+) вказують на напрям вектора Р.
Рівноважна доменна структура С. відповідає мінімуму вільної енергії кристала. В ідеальному кристалі вона визначається балансом між зменшенням при утворенні доменів енергії за рахунок електростатіч. вз-наслідком разл. частин кристала і збільшенням енергії доменних меж. Доменна структура реального кристала визначається природою і характером розподілу його дефектів, а також історією зразка. Число різних доменів, взаємна орієнтація їх спонтанної поляризації залежать від симетрії кристала.
Під дією елект. поля. доменні кордону зміщуються так, що обсяги доменів, поляризованих по полю, збільшуються за рахунок доменів, поляризованих проти поля. У реальних кристалах доменні кордону зазвичай «закріплені» на дефектах і неоднородностях, і необхідні досить сильні електричні. поля, щоб їх переміщати за зразком. У сильному полі крист. зразок стає однодоменних. Після виключення поля протягом тривалого часу зразок залишається поляризованим. Для того щоб сумарні обсяги доменів протилежного знака зрівнялися, необхідно докласти досить сильне поле протилежного напрямку (коерцитивності поле). Залежність поляризації Р від напруженості електричні. поля Е нелінійна і має вигляд петлі гістерезису.
Різка зміна поляризації зразка під дією елект. поля за рахунок зміщення доменних кордонів обумовлює велику величину діелектричної. проникності 8 многодомённого С. Значення e тим більше, чим слабкіше закріплені доменні кордону на дефектах і на поверхні кристала. Величина 8 в С. істотно залежить від напруженості електричні. поля. Все С. в полярній фазі - п'єзоелектрики. причому їх пьезоелектріч. константи великі через великі e. Піроелектріч. постійні С. також великі через сильну залежність Р (Т).
При нагріванні С. спонтанна поляризація. як правило, зникає при певній темп-ре Тс, наз. точкою Кюрі. У цій точці відбувається фазовий перехід С. з полярного стану (полярної фази) в неполярну (п а р а е л е к т р і ч е с к у ю) фазу. У різних С. Tc сильно різниться (див. Табл.). Величина спонтанної поляризації зазвичай сильно залежить від темп-ри в області фазового переходу і в самій точці переходу Тс зникає або стрибком (фазовий перехід першого роду, напр. В ВаТiO3), або безперервно (фазовий перехід другого роду, напр. В сегнетової солі). Сильна температурна залежність (в полярній і неполярной фазах) спостерігається у діелектричної. проникності e, пьезоелектріч. та ін. констант С. З наближенням до точки Кюрі діелектричної. проникність e різко зростає (рис. 2). У більшості С. вище точки Кюрі залежність діелектричної. проникності від темп-ри має вигляд: e = В (Т-T0), де В, Т 0 - константи в-ва (Кюрі - Вейса закон для С.). Температура Кюрі - Вейса Т0 збігається з критичною температурою Тс для фазових переходів другого роду і T0
- кристаллич. діелектрики (напівпровідники), що володіють у певному діапазоні темп-р спонтанною поляризацією, к-раясущественно змінюється під впливом зовн. впливів. Структуру С. можнауявити як результат фазового переходу кристала з перекручуванням структури (зниженням симетрії) з неполярной структури (параелектріч. Фази) в полярну (сегнетоелектріч. Фазу). У більшості випадків це спотворення структуритакое ж, як і при впливі електричні. поля на кристал в неполярной (параелектріч.) фазі. Такі С. зв. власними, а спотворення неполярнойструктури пов'язано з появою спонтанної електричні. поляризації. У рядеС. поляризація виникає як вторинний ефект, який супроводжує перестройкуструктури, к-раю не пов'язана безпосередньо з поляризацією і не може битьвизвана електричні. полем. Такі С. зв. невласними.
Як правило, спостерігається фазовий перехід безпосередньо між сегнето-і параелектріческой (більш симетричною) фазами. Однак є кристали. Т к) до повного порядку (Т = 0 К); загасання теплових флуктуації параметра порядку носить релаксації. характер.
Незважаючи на традиц. уявлення про природу сегнетоелектріч. властивостей,