Регистрация / Вход
Прислать материал

Эволюция доменной структуры кристалла BaTiO3 при фазовых переходах

Фамилия
Ильина
Имя
Татьяна
Отчество
Сергеевна
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Материаловедения полупроводников и диэлектриков
Академическая группа
МПП-13-1
Научный руководитель
к.ф.-м.н, доц. Малинкович М.Д.; PhD, к.ф.-м.н., с.н.с. Киселев Д.А.
Название тезиса
Эволюция доменной структуры кристалла BaTiO3 при фазовых переходах
Тезис

Эволюция доменной структуры кристалла BaTiO3 при фазовых переходах

 

Реальные кристаллы, используемые на практике, содержат множество дефектов различного характера, что и определяют их практическое применение. Стремительное развитие современной микроэлектроники побуждает к поиску новых кристаллических систем с подходящими параметрами. Поэтому изучение особенностей фазовых превращений и структурных изменений, зависящих от дефектов, является актуальной темой в современном мире. С момента появления сканирующей зондовой микроскопии, работающей в режиме силой микроскопии пьезоотклика, стало возможным наблюдение доменной субструктуры сегнетоэлектрических материалов в широком интервале температур, при этом не разрушая образец.

Объектом исследования выбран классический сегнетоэлектрик – кристалл титанат бария. С помощью оптического микроскопа получены оптические изображения состояния поверхности исследуемых образцов, для которых характерна дендритная структура поверхности, а также спектры комбинационного рассеяния света, на которых наблюдаются характерные для тетрагональной фазы пики на 303, 521, 725 см-1.

На сканирующем зондовом микроскопе MFP-3D Stand Alone (Asylum Research, США), оборудованном температурной приставкой, выполнены циклы нагрева и охлаждения кристалла BaTiO3, преодолевающие температуру фазового перехода (~120 ºC), получены изображения доменной структуры образца методом силовой микроскопии пьезоотклика (рисунок 1).

 

Рисунок 1. Эволюция доменной структуры в кристалле BaTiO3 в процессе нагрева/охлаждения

 

Также проведены исследования визуализации поверхности и изображений доменной структуры кристалла BaTiO3 в режиме «in-situ» при охлаждении из пара- в сегнетоэлектрическую фазы. Из эксперимента установлено, что для титаната бария наблюдается резкий скачок поверхности и амплитуды сигнала пьезоотклика (поляризации) при температуре Tк ~ 105 ºС. На дифференциальном сканирующем калориметре получены спектры, аномалии на которых приписываются сегнетоэлектрическому фазовому переходу I рода. Значения температур фазового перехода для BaTiO3 при нагреве и охлаждении не совпадают, наблюдается температурный гистерезис ΔТ=7 ºС.